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Hintergrund der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuerventil für einen
Kompressor mit variablem Hub. Genauer gesagt, bezieht sie sich auf
ein unabhängig
steuerbares und kompaktes Steuerventil zum Variieren der Menge von
abgegebenem Kühlgas
basierend auf einem inneren Druck, der auf einen Hubsteuerungsmechanismus
einwirkt, und einem externen Signal.
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Ein
Kühlkreislauf
oder ein Kühlmittelzirkulationskreislauf
ist mit einem Kompressor zum Komprimieren von Kühlgas versehen. Üblicherweise,
wenn ein Fahrgast eine Klimaanlage in einem Fahrzeug anschaltet,
wird Antriebskraft von einer Brennkraftmaschine an den Kompressor übertragen.
Automobile Kompressoren von herkömmlicher
Technologie werden im Wesentlichen in zwei Arten eingestuft. Einer
hat ein Verdichtungssteuergerät,
das selbständig eine
Kompressionskapazität
oder eine Kühlgasmenge
steuert, die entsprechend einer Kühllast abgegeben wird. Der
Andere hat eine elektromagnetische Kupplung, die die Verbindung
zwischen dem Kompressor und der Brennkraftmaschine extern steuert.
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Gewöhnlich hat
das Verdichtungssteuergerät
einen Hubsteuerungsmechanismus zum Variieren der abgegebenen Kühlgasmenge
basierend auf dem Steuerungsdruck und einem internen Steuerventilmechanismus
zum Steuern des Steuerungsdruckes. Der Steuerungsdruck entspricht
einem Druck als eine Kühllast,
zum Beispiel einem Ansaugdruck, das heißt, der Druck, bei welchem
Kühlgas
in den Kompressor gezogen wird. Einer der Verschiebungssteuermechanismen
eines Kolbenkompressors ändert zum
Beispiel den Neigungswinkel einer Nockenplatte, die eine Drehbewegung
von einer Brennkraftmaschine in eine hin- und hergehende Bewegung
eines Kolbens umwandelt. Die Änderung
im Neigungswinkel der Nockenplatte variiert den Hubweg des Kolbens,
um dadurch die Menge an von dem Kompressor abgegebenem Kühlgas zu
variieren. Einer der internen Steuerventilmechanismen hat das druckempfindliche
Bauteil zum Wahrnehmen der Druckschwankung in der Kühllast und
einen Ventilkörper zum Ändern des Öffnungsgrades
eines Kühlmittelkanals
als Reaktion auf das druckempfindliche Bauteil, um den Steuerungsdruck
zu ändern.
Mit anderen Worten variiert eine Bewegung des druckempfindlichen
Bauteils die Position des Ventilkörpers, um eine Änderung
in dem Öffnungsgrad
des Kühlmittelkanals letzten
Endes in dem Steuerungsdruck zu veranlassen.
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Wenn
eine Kühllast
es erfordert, wird der Kompressor durch eine elektromagnetische
Kupplung mit der Fahrzeugbrennkraftmaschine verbunden, um den Kompressionsprozess
zu starten. Während
der Kompression bzw. Verdichtung wird der Betrag von abgegebenem
Kühlgas
basierend auf der Kühllast,
wie z. B. einem Ansaugdruck gesteuert. Falls ein Fahrgast die Klimaanlage
in einem Fahrzeug abschaltet, was als ein externer „AUS"-Steuerbefehl erachtet wird, schaltet
die elektromagnetische Kupplung die Kraftübertragung von der Brennkraftmaschine
an den Kompressor ab, um dadurch den Kompressionsvorgang abzuschalten.
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Nichtsdestoweniger
hat die elektromagnetische Kupplung in einem Kompressor das Gesamtgewicht
des Systems, Herstellungskosten und eine mechanische Erschütterung,
die erzeugt wird, wenn die elektromagnetische Kupplung angeschaltet
wird, erhöht.
Der Markt verlangte eine Lösung
für die
Missstände
und einen neuen Kompressor ohne eine Kupplung oder einen Kompressor
mit automatischer Schaltung, welcher direkt mit dem Kompressor und der
Brennkraftmaschine für
Fahrzeuge verbunden ist, um ständig
Leistung zu übertragen.
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Um
die Forderung nach einem Kompressor mit automatischer Schaltung
zu erfüllen,
ist die abgegebene Kühlgasmenge
bis nahezu Null variabel gemacht als Antwort auf einen externen
Steuerbefehl ohne eine elektromagnetische Kupplung. Jedoch ist die
Fähigkeit
des internen Steuerventilmechanismus auf eine selbständige Steuerung
der abgegebenen, auf einer Kühllast
basierenden Kühlgasmenge
begrenzt, aber nicht auf einen externen Steuerbefehl.
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Eine
japanische, ungeprüfte Patentoffenlegung
Nr. 2000-087848 offenbart
eine Lösung
durch ein Verwenden eines Steuerventils zum Steuern der von einem
Kompressor abgegebenen Kühlgasmenge.
Dieses Steuerventil hat einen Ventilkörper, der einen Öffnungsgrad
eines Kühlmittelkanals
zum Ändern
des Steuerungsdruckes variieren kann, ein druckempfindliches Bauteil,
das auf die Kühllast
reagieren kann, und ein elektromagnetisches Betätigungsglied, das eine äußere Kraft
auf den Ventilkörper
aufbringen kann. Der Ventilkörper
steht in Verbindung mit dem druckempfindlichen Bauteil und einem Kolben,
der durch das elektromagnetische Betätigungsglied betätigt wird.
Das Elektromagnetische Betätigungsglied bzw.
Stellglied ist zum Aufbringen einer äußeren Kraft auf den Ventilkörper beim
Empfang eines externen Steuerbefehls fähig, um den Öffnungsgrad
des Kühlmittelkanals
zu variieren. Folglich wird die abgegebene Kühlgasmenge durch ein Variieren
des Öffnungsgrades
des Kühlmittelkanals extern
und unabhängig
gesteuert.
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Andererseits
hat ein Steuerventil, das in einer
japanischen
ungeprüften
Patentoffenlegung Nr. 7-189899 offenbart ist, ein internes
Steuerventil und ein externes Steuerventil. Das interne Steuerventil hat
einen Ventilkörper,
der zum Variieren eines Öffnungsgrades
eines Kühlmittelkanals
zum Ändern
des Steuerungsdrucks fähig
ist, und ein druckempfindliches Bauteil, das zum Reagieren auf die
Kühllast
fähig ist,
welches mit dem Ventilkörper
in Verbindung steht. Das externe Steuerventil hat einen Ventilkörper, der
zum Variieren eines Öffnungsgrades
eines Kühlmittelskanals
zum Ändern
des Steuerungsdruckes fähig
ist, und ein elektromagnetisches Betätigungsglied, das zum Aufbringen
einer Kraft auf den Ventilkörper
fähig ist.
Das elektromagnetische Betätigungsglied
kann eine Kraft auf den Ventilkörper
beim Empfang eines externen Steuerbefehls aufbringen, um dem Öffnungsgrad
des Kühlmittelkanals
zu variieren. Folglich wird in dieser Offenlegungsschrift auch die
abgegebene Kühlgasmenge
durch ein Variieren des Öffnungsgrades
des Kühlmittelkanals
extern und unabhängig
gesteuert. Der interne Steuerventilmechanismus und der externe Ventilsteuermechanismus
sind ferner in zwei getrennten Steuerventilgehäusen angeordnet, und die Steuerventilgehäuse nehmen
einen erheblichen Abschnitt des hinteren Gehäuseraumes ein.
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Jedoch
sind in dem Steuerventil, wie in einer
japanischen ungeprüften Patentoffenlegung 2000-087848 offenbart
ist, ein druckempfindliches Bauteil und ein Kolben mit dem Ventilkörper verbunden,
um sich als Reaktion auf den Ventilkörper zu bewegen. Das Steuerventil
erfordert ein Gerät,
das den Energieversorgungsbetrag zu dem elektromagnetischen Stellglied
bzw. Betätigungsglied
zum Betätigen
des Kolbens variiert, und macht den Aufbau des Steuerventils komplex.
Falls jemand versucht, das elektromagnetische Betätigungsglied
ohne ein variables Energieversorgungssteuergerät zu betätigen, muss das elektromagnetische
Betätigungsglied durch
Stoppen und Starten des elektrischen Stromflusses an-/ausgeschalten
werden. Dieses Verfahren hat den folgenden Nachteil. Normalerweise,
wenn das elektromagnetische Betätigungsglied
durch einen Schalter angeschaltet wird, hängt die Spannung bzw. elektrische
Spannung, die zu dem elektromagnetischen Betätigungsglied zugeführt wird,
von der Spannung einer Batterie ab, die in dem Fahrzeug als eine
Energiequelle installiert ist. Mit anderen Worten wird die externe
Kraft bzw. äußere Kraft
beeinträchtigt,
die das elektromagnetische Betätigungsglied
auf den Ventilkörper
ausübt,
falls ein Ladeniveau der Batterieversorgung geschwankt hat. Folglich
wird der Öffnungsgrad
des Kühlmittelkanals
durch die Schwankung der äußeren Kraft
beeinträchtigt,
was es schwierig macht, den Steuerungsdruck zu steuern, der von
einem Öffnungsgrad
des Kühlmittelkanals
abhängt.
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Darüber hinaus
muss das Steuerventil, das in einer
japanischen
geprüften
Patentoffenlegung Nr. 7-189899 offen gelegt ist, zwei Steuerventilgehäuse hervorbringen.
Dies steigert nicht nur einen Zusammenbauprozess, sondern auch einen
durch das Steuerventil eingenommenen Raum.
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Dokument
EP 1 024 286 zeigt ein Ventilelement
und einen Balg, der zu einem inneren Ventilmechanismus gehört. Darüber hinaus
hat ein externer Ventilmechanismus ein weiteres Ventilelement und eine
Spule, die auf ein externes Signal reagiert, um eine Steuerdruckänderung
in der Kurbelkammer durch ein Betätigen des Ventilkörpers des
externen Ventilmechanismus zu bewirken. Wenn das externe Signal
auf die Spule angewendet wird, werden das Ventilelement des inneren
Ventilmechanismus und ein Ventilkörper des externen Ventilmechanismus
gedrängt
und zusammen bewegt. Drüber
hinaus reagiert das Ventilelement des inneren Ventilmechanismus
sowohl bei dem Überwachungsdruck
(Ansaugdruck) als auch dem externen Signal.
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Dokument
EP 0 952 345 und Dokument
EP 1 004 770 zeigen jeweils
einen Ventilkörper,
der auf den Überwachungsdruck
mittels eines Balgs reagiert, und der auf ein weiteres Ventil reagiert,
welches auf das externe Signal reagiert.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Steuerventil für einen
Kompressor mit variablem Hub und eine Kompressor mit variablem Hub vorzusehen,
der die abgegebene Kühlgasmenge
basierend auf einer selbständigen Änderung
der abgegebenen Kühlgasmenge
von dem Kompressor entsprechend der Kühllast und basierend auf einem
externen Steuerfehl variieren kann, wobei die Konstruktion von diesem
kompakt ist.
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Im
Bezug auf das Steuerventil für
einen Kompressor mit variablem Hub wird diese Aufgabe durch ein
Steuerventil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ein
Kompressor wird in Anspruch 12 beansprucht. Weitere vorteilhafte
Entwicklungen sind Gegenstand der weiteren Ansprüche.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Die
Merkmale der vorliegenden Erfindung, die als neu gelten, sind mit
Sorgfalt in den angefügten Ansprüchen dargelegt.
Die Erfindung zusammen mit Aufgaben und Vorteilen von dieser können am
besten mit Bezug auf die folgende Beschreibung der derzeit bevorzugten
Ausführungsformen
zusammen mit den angefügten
Zeichnungen verstanden werden, wobei:
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1 ein
Diagramm in einer Querschnittsansicht ist, das eine Ausführungsform
des Kompressors C gemäß der vorliegenden
Erfindung darstellt;
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2 eine
vergrößerte Querschnittsansicht ist,
die eine erste Ausführungsform
eines Steuerventils CV des Kompressors C darstellt, wie in 1 gezeigt
ist; und
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3 eine
vergrößerte Querschnittsansicht ist,
die eine zweite Ausführungsform
eines anderen Steuerventils CV des Kompressors C darstellt, wie
in 1 gezeigt ist.
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Detaillierte Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsformen
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Eine erste Ausführungsform
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Eine
erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist mit Bezug auf die 1 und 2 beschrieben.
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Die
Richtungsdarstellung „vorne" ist links und „hinten" ist zu der Rechten
der Zeichnung.
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Wie
in 1 gezeigt ist, hat ein Taumelscheibenkompressor
mit variablem Hub (hiernach als „Kompressor" bezeichnet) ein
Kompressorgehäuse und
hat einen Zylinderblock 1, ein vorderes Gehäuse 2,
das mit dem vorderen Ende des Zylinderblocks 1 verbunden
ist, und ein hinteres Gehäuse 4,
das mit dem hinteren Ende des Zylinderblocks 1 durch einen Ventilplattenzusammenbau 3 verbunden
ist. Der Zylinderblock 1, das vordere Gehäuse 2,
der Ventilplattenzusammenbau bzw. Ventilplattenbaugruppe 3 und das
hintere Gehäuse 4 sind
mittels mehrerer Mutterschrauben 10 (nur eine Schraube
ist in 1 dargestellt) fest aneinander befestigt und bilden
ein Kompressorkomponentengehäuse
in einem Kompressor C. Eine Kurbelkammer 5 ist zwischen
dem Zylinderblock 1 und dem vorderen Gehäuse 2 definiert.
In der Kurbelkammer 5 ist eine Antriebswelle 6 durch
ein Paar radialer Lager 8A und 8B drehbar abgestützt. In der
Mitte einer Aussparung in dem Zylinderblock 1 sind eine
Feder 7 und ein hinteres Endwiderlager 9B vorgesehen.
In der Kurbelkammer 5 ist eine Vorsprungsplatte 11 einstückig mit
der Antriebswelle 6 montiert, so dass sich die Vorsprungsplatte 11 und die
Antriebswelle 6 zusammen drehen. Ein vorderes Endwiderlager 9A ist
in dem Raum vorgesehen, der durch die Vorsprungsplatte 11 und
die innere Wand des vorderen Gehäuses 2 definiert
ist. Die Antriebswelle 6, die mit der Vorsprungsplatte 11 kombiniert ist,
befindet sich durch das hintere Endwiderlager 9B, das durch
die Feder 7 nach vorne gedrängt wird, und das vordere Endwiderlager 9A in
der axialen Richtung der Antriebswelle 6. Eine Lippendichtung 2A ist in
Richtung des vorderen Endes des radialen Lagers 8A zwischen
der Antriebswelle 6 und dem vorderen Gehäuse 2 vorgesehen.
Die Lippendichtung 2A dichtet den Spalt zwischen der Antriebswelle 6 und
dem vorderen Gehäuse 2 ab,
um den Innendruck des Kompressors von dem Außendruck zu trennen.
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Das
vordere Ende der Antriebswelle 6 ist mit einer Fahrzeugbrennkraftmaschine
E wirkverbunden, die durch einen Kraftübertragungsmechanismus PT als
eine externe Antriebsquelle wirkt. Ein exemplarischer Kraftübertragungsmechanismus
PT ist ein gewöhnlicher Übertragungsmechanismus,
wie zum Beispiel eine Riemen-Spannrolle-Kombination,
und ist gekennzeichnet durch das Fehlen einer Kupplung, wie zum
Beispiel einer elektromagnetischen Kupplung, die zum externen Schalten
des AN/AUS-Zustands fähig
ist.
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Immer
noch Bezug nehmend auf 1 ist eine Taumelscheibe 12,
die als eine Nockenscheibe funktioniert, in der Kurbelkammer 5 beherbergt.
Die Antriebswelle 6 ist in ein Durchgangsloch eingesetzt, das
in der Mitte der Taumelscheibe 12 ausgebildet ist. Die
Taumelscheibe 12 ist durch einen Gelenkmechanismus 13 mit
der Vorsprungsplatte 11 und der Antriebswelle 6 wirkverbunden,
welcher als ein Kopplungs- und Führungsmechanismus
funktioniert. Der Gelenkmechanismus 13 hat zwei Abstützarme 14,
von denen nur einer in 1 gezeigt ist, und welche sich
von der hinteren Fläche
der Vorsprungsplatte 11 erstrecken, und zwei Führungsstifte 15,
von denen nur einer in 1 gezeigt ist, und welche sich von
der vorderen Fläche
der Taumelscheibe 12 erstrecken. Die Abstützarme 14 sind
mit den Führungsstiften 14 gekoppelt,
und die Taumelscheibe 12 berührt die Antriebswelle 6 in
dem zentralen Durchgangsloch. Folglich ist die Taumelscheibe 12 zu
einer synchronisierten Drehung mit der Vorsprungsplatte 11 und
der Antriebswelle 6 fähig,
und zu einem Neigen hinsichtlich der Antriebswelle 6 und
zu einem Gleiten in der axialen Richtung der Antriebswelle 6. Die
Taumelscheibe 12 hat gegenüber von dem Gelenkmechanismus 13 mit
der zwischen liegenden Antriebswelle 6 ein Gegengewicht 12a.
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Eine
Feder 16 zum Vermindern des Neigungswinkels der Taumelscheibe 12 hinsichtlich
einer fiktiven Ebene senkrecht zu der Antriebswelle 6 ist
an der Antriebswelle 6 zwischen der Vorsprungsplatte 11 und
der Taumelscheibe 12 befestigt. Die Feder 16 drückt die
Taumelscheibe 12 gegen einen Zylinderblock 1 in
die Richtung, in die eine Neigung vermindert werden soll. Eine Rückstellfeder 17 ist
in dem Raum zwischen einem Regulierring 18 und der Taumelscheibe 12 an
die Antriebswelle 6 befestigt. Wenn sich die Taumelscheibe 12 bei
einem großen
Neigungswinkel befindet, wie in der zweifach gepunkteten Strichpunktlinie
in 1 gezeigt ist, interagiert die um die Antriebswelle 6 gewundene
Rückstellfeder 17 nicht
mit anderen Bauteilen, die die Taumelscheibe 12 umfassen.
Jedoch, wenn die Taumelscheibe 12 bei einem kleinen Neigungswinkel
ist, wie mit durchgezogenen Linien in 1 gezeigt
ist, wird die Rückstellfeder 17 zuerst
zwischen dem Regulierring bzw. Einstellring 18 und der
Taumelscheibe 12 komprimiert und springt von dem Zylinderblock 1 zurück, um die
Taumelscheibe 12 zu drängen,
um ihren Neigungswinkel zu erhöhen.
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Eine
Vielzahl von Zylinderbohrungen 1a, von denen nur eine in 1 gezeigt
ist, sind um die Antriebswelle 6 herum in dem Zylinderblock 1 ausgebildet,
und die hinteren Enden der Zylinderbohrungen 1a werden
mit dem Ventilplattenzusammenbau bzw. Ventilplattenbaugruppe 3 geschlossen.
Ein Einzelkopfkolben 20 ist in jeder der Zylinderbohrungen 1a angeordnet,
welche jeweils eine Kompressionskammer vorsehen, deren Kapazität durch
eine hin- und hergehende Bewegung des Kolbens 20 veränderlich ist.
Das vordere Ende von jedem der Kolben 20 ist mit der äußeren Fläche der
Taumelscheibe 12 durch ein Paar Schuhe 19 in Eingriff.
Die Taumelscheibe 12 wird synchron mit der Antriebswelle 6 gedreht.
Die Drehbewegung wird durch die Schuhe 19 auf jeden der
Kolben 20 übertragen
und wird in eine linear hin- und hergehende Bewegung von jedem der
Kolben 20 in einer korrespondierenden Zylinderbohrung 1a umgewandelt.
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Eine
Ansaugkammer 21 und eine Auslasskammer 22 sind
in der Ventilplattenbaugruppe 3 und dem hinteren Gehäuse 4 definiert,
so dass die Ansaugkammer 21 von der Auslasskammer 22 umgeben
ist. Die Ventilplattenbaugruppe 3 ist mit einer Ansaugventilplatte,
einer Anschlussplatte, einer Auslassventilplatte und einer Halteplatte
konstruiert. Ein Ansauganschluss 23, ein Ansaugventil 24,
um den Ansauganschluss 23 zu öffnen und zu schließen, einen
Auslassanschluss 25 und ein Auslassventil 26, um
den Auslassanschluss 25 zu öffnen und zu schließen, sind
in der Ventilplattenbaugruppe 3 ausgebildet. Jeder Ansauganschluss 23,
Ansaugventil 24, Auslassanschluss 25 und Auslassventil 26 korrespondieren
zu einer von den Zylinderbohrungen 1a. Die Ansaugkammer 21 steht
durch den Ansauganschluss 23 mit jeder der Zylinderbohrungen 1a in
Verbindung, und jede der Zylinderbohrungen 1a steht durch
den Auslassanschluss 25 mit der Auslasskammer 22 in
Verbindung.
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Die
Ansaugkammer 21 ist durch einen Ableitungskanal 27 mit
der Kurbelkammer 5 verbunden. Die Auslasskammer 22 ist
durch einen Versorgungskanal 28, in welchem ein Steuerventil
CV platziert ist, mit der Kurbelkammer 5 verbunden. Das
Steuerventil CV stellt einen Steuerdruck in einem Steuerdruckbereich
ein. In dieser Ausführungsform
definiert die Kurbelkammer 5 den Steuerdruckbereich, und
der Kurbelkammerdruck Pc definiert den Steuerdruck.
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Durch
ein Einstellen des Öffnungsgrades des
Steuerventils wird die Kühlmittelmenge
eingestellt, die durch den Versorgungskanal 28 in die Kurbelkammer 5 eingespeist
wird. Der Kurbelkammerdruck Pc ist daher durch den Unterschied zwischen der
Menge an Hochdruckgas, das von dem Versorgungskanal 28 zu
der Kurbelkammer 5 strömt,
und der Menge von Gas, das von der Kurbelkammer 5 durch
den Ableitungskanal 27 abgeleitet wird, bestimmt. Mit anderen
Worten sind der Versorgungskanal 28 und der Ableitungskanal 27 Kanäle für ein Kühlgas, um
den Kurbelkammerdruck Pc einzustellen. Der Unterschied zwischen
dem Kurbelkammerdruck Pc und dem Druck in der Zylinderbohrung 1a ändert sich
durch eine Änderung
in dem Kurbelkammerdruck Pc. Dies veranlasst den Neigungswinkel der
Taumelscheibe 12 sich zu ändern und entsprechend einen
Hub des Kolbens 20. Folglich wird die Menge von abgegebenem
Kühlgas
oder zu zirkulierendes Kühlgas
eingestellt.
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Der
maximale Neigungswinkel der Taumelscheibe 12 wird geregelt,
während
das Gegengewicht 12a der Taumelscheibe 12 die
Vorsprungsplatte 11 berührt.
Der minimale Neigungswinkel wird durch die Ausgeglichenheit der
drängenden
Kraft der Feder 16 und der drängenden Kraft der Rückstellfeder 17 unter
der Bedingung definiert, dass der Unterschied zwischen dem Kurbeldruck
Pc und dem Druck in der Zylinderbohrung 1a durch den Kolben 20 in
der Richtung zum Vergrößern des
Neigungswinkels der Taumelscheibe 12 nahezu maximiert ist.
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Der
Hubsteuerungsmechanismus zum Variieren einer Abgabekapazität basierend
auf einem Kurbelkammerdruck Pc wird mit der Taumelscheibe 12 hergestellt,
wobei der Gelenkmechanismus 13 die Führungsstifte 15 hat.
Die Ansaugkammer 21 ist durch einen externen Kühlmittelkreislauf 30 mit
der Auslasskammer 22 verbunden. Dieser externe Kühlmittelkreislauf 30 bildet
einen Kühlmittelzirkulationskreislauf
oder einen Kühlkreislauf,
und der Kompressor C und der Kühlmittelzirkulationskreislauf
bilden ein Fahrzeugklimatisierungssystem. Der externe Kühlmittelkreislauf 30 hat
einen Kondensator 31, ein Wärmeausdehnungsventil 32,
als eine Druckreduzierungsvorrichtung und einen Verdampfer 33.
Der Öffnungsgrad
des Wärmeausdehnungsventils 32 wird basierend
auf der Temperatur und Druckrückmeldung
von einem temperaturempfindlichen Rohr 34 gesteuert, das
in Richtung des Ausgangs oder stromabwärts von dem Verdampfer 33 befestigt
ist. Das Wärmeausdehnungsventil 32 führt flüssiges Kühlgas zu
dem Verdampfer 33 zu, um der Kühllast zu begegnen, und um
die Kühlgasmenge
einzustellen, die in dem Kühlmittelkreislauf 30 zirkuliert.
Eine Zirkulationsrohr 35 ist stromabwärts in dem externen Kühlmittelkreislauf 30 vorgesehen,
um dadurch den Auslass des Verdampfers 33 mit der Ansaugkammer 21 in dem
Kompressor zu verbinden. Eine Zirkulationsrohr 36 ist stromaufwärts in dem
externen Kühlmittelkreislauf 30 und
verbindet den Einlass des Kondensators 31 mit der Auslasskammer 22.
Der Kompressor, der sich stromabwärts in dem externen Kühlmittelkreislauf 30 befindet,
zieht Kühlgas
durch die Ansaugkammer 21 und komprimiert das Gas. Das
komprimierte Gas wird dann stromaufwärts durch die Auslasskammer 22 in
den externen Kühlmittelkreislauf 30 abgegeben.
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Die
Details des Steuerventils CV werden hierin mit Bezug auf 2 beschrieben.
Das Steuerventil CV hat ein Steuerventilgehäuse, und das Steuerventilgehäuse ist
mit dem Kompressorkomponentengehäuse
verbunden, um dadurch ein Kompressorgehäuse zu bilden. Das Steuerventilgehäuse ist einstückig oder
loslösbar
mit dem Kompressorkomponentengehäuse
verbunden. Das Steuerventil CV hat ein erstes Ventilgehäuse 41 und
ein zweites Ventilgehäuse 42,
welche in der Mitte durch ein Steuerventil miteinander verbunden
sind. Ein erster Ventilkörper 44 ist
bewegbar in einer ersten Ventilkammer 43 angeordnet, die
durch das erste Ventilgehäuse 41 und
das zweite Ventilgehäuse 42 definiert
ist. Die erste Ventilkammer 43 steht mit der Auslasskammer 22 in
einem Hochdruckbereich durch einen Ventilkammeranschluss 45 in
Verbindung, der an der Seitenwand in der ersten Ventilkammer 43 und
stromaufwärts
in dem Versorgungskanal 28 ausgebildet ist.
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Ein
Ventilloch 46 ist oben an der ersten Ventilkammer 43 ausgebildet.
Das Ventilloch 46 erstreckt sich in einer axialen Richtung
des ersten Ventilgehäuses 41.
Ein Anschluss 47 ist oberhalb der ersten Ventilkammer 43 in
dem ersten Ventilgehäuse 41 ausgebildet.
Der Anschluss 47 erstreckt sich in einer Richtung senkrecht
zu dem Ventilloch 46. Die erste Ventilkammer 43 steht
in Verbindung mit der Kurbelkammer 5, die durch das Ventilloch 46,
den Anschluss 47 und dem stromabwärts Liegendem in den Versorgungskanal 28 als
ein Steuerbereich funktioniert.
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Eine
Druckabtastungskammer 48 ist oberhalb des ersten Ventilgehäuses 41 vorgesehen.
Die Druckabtastungskammer 48 steht in Verbindung mit der
Ansaugkammer 21 durch den Druckeinleitungsanschluss 49,
der an der Seitenwand der Druckabtastungskammer 48 und
einem Druckeinleitungskanal 50 in dem Kompressor C ausgebildet
ist. Der Ansaugdruck Ps in der Ansaugkammer 21, der als
ein Unterdruckbereich und der Drucküberwachungspunkt funktioniert,
wird durch den Druckeinleitungsanschluss 49 und den Druckeinleitungskanal 50 in die
Druckabtastungskammer 48 eingeleitet. Ein Balg 51,
das Druckansprechbauteil, ist in der Druckabtastungskammer 48 vorgesehen.
Eine Festlegungsfeder 52 bestimmt die Ausgangslänge des
Balgs 51, die das bewegbare Ende oder das untere Ende des Balgs 51 in
die ausdehnende Richtung drückt.
Die Festlegungsfeder 52 ist in dem Balg 51 befestigt.
Der Hohlraum in dem Balg 51 ist mit einem Vakuum oder einem
niedrigen Druck versehen.
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Ein
Führungsloch 53 ist
fortlaufend mit dem Ventilloch 46 in der Mitte des ersten
Ventilgehäuses 41 zwischen
der Druckabtastungskammer 48 und der ersten Ventilkammer 43 ausgebildet.
Ein druckempfindlicher Stab 54 ist gleitbar in dem Führungsloch 53 eingesetzt.
Das obere Ende des druckempfindlichen Stabs 54 ist in eine
Aussparung 55 eingesetzt, welche an dem bewegbaren Ende
des Balgs 51 ausgebildet ist. Das untere Ende des druckempfindlichen
Stabs 54 ist auf dem oberen Ende des ersten Ventilkörpers 44 befestigt.
Dem Ende des druckempfindlichen Stabs 54 auf der Seite
des ersten Ventilkörpers 44 wird
ein kleinerer Durchmesser als dem inneren Durchmesser des Ventillochs 46 gegeben, um
sicherzustellen, dass die Kühlgasströmung durch das
Ventilloch 46 nicht gestört bzw. unterbrochen wird.
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Ein
Ventilsitz 56 und eine erste Schraubenfeder 57 zum
Drücken
des Ventilsitzes 56 sind unterhalb des ersten Ventilkörpers 44 in
der ersten Ventilkammer 43 vorgesehen. Die erste Schraubenfeder 57 drückt den
ersten Ventilkörper 44 durch
den Ventilsitz 56 aufwärts.
Der erste Ventilkörper 44 korrespondiert
daher zu der Expansion/Kontraktion des Balgs 51, indem
das obere Ende des druckempfindlichen Stabs 54 die Bodenfläche der
Aussparung 55 berührt.
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Der
erste Ventilkörper 44 ist
daher durch den druckempfindlichen Stab 54 mit dem Balg 51 wirkverbunden.
Der Öffnungsgrad
des Ventillochs 46 ist bestimmt durch den Größenausgleich
zwischen einer durch die Festlegungsfeder 52 nach unten
drängenden
Kraft, einer durch die erste Schraubenfeder 57 aufwärts drängenden
Kraft und einer durch den Balg 51 drängenden Kraft, der eine Schwankung
des Ansaugdrucks Ps widerspiegelt.
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Der
Ventilkammeranschluss 45, die erste Ventilkammer 43,
das Ventilloch 46 und der Anschluss 47 bilden
einen Teil des Versorgungskanals 28. Die Druckabtastungskammer 48,
der Balg 51, die Festlegungsfeder 52, das Führungsloch 53,
der druckempfindliche Stab 54, der erste Ventilkörper 44, der
Ventilsitz 56 und die erste Schraubenfeder 57 bilden
einen selbständigen,
internen Steuerventilmechanismus zum Steuern des Öffnungsgrades
des Versorgungskanals 28 basierend auf dem Ansaugdruck
Ps.
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Das
zweite Ventilgehäuse 42 für die untere Hälfte des
Steuerventils hat ein Aufnahmeloch 60 mit einer Bodenfläche. Ein
feststehender Kern 61 ist in den oberen Abschnitt des Aufnahmelochs 60 eingefügt, was
eine zweite Ventilkammer 62 in dem Aufnahmeloch 60 definiert.
Ein bewegbarer Kern 63, der ein zylindrischer Kolben mit
einer Bodenfläche
ist, der als das zweite Ventil funktioniert, ist in der zweiten
Ventilkammer 62 angeordnet, um in der vertikalen Richtung
hin- und herbewegt zu werden. Eine zweite Schraubenfeder 64 zum Öffnen des
zweiten Ventils ist zwischen dem bewegbaren Kern 63 und
dem Boden des feststehenden Kerns 61 angeordnet. Die zweite
Schraubenfeder 64 drückt
den bewegbaren Kern 63 von dem feststehenden Kern 61 weg.
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Ein
Loch 65, das in der Mitte des feststehenden Kerns 61 vorgesehen
ist, verbindet die erste Ventilkammer 43 und die zweite
Ventilkammer 62. Die zweite Ventilkammer 62 steht
in Verbindung mit der stromabwärtigen
Teil des Versorgungskanals 28 durch einen Verbindungskanal 66,
der in der vertikalen Richtung definiert ist, um sich durch den äußeren Rand
des feststehenden Kerns 61 und dem unteren Teil des ersten
Ventilgehäuses 41 zu
erstrecken. Mit anderen Worten steht die zweite Ventilkammer 62 durch
das Loch 65, die erste Ventilkammer 43, den Ventilkammeranschluss 45 und
dem stromaufwärtigen
Teil des Versorgungskanals 28 mit der Auslasskammer 22 in
Verbindung. Außerdem
steht die zweite Ventilkammer 62 durch den Verbindungskanal 66 und
der stromabwärtigen
Teil des Versorgungskanals 68 mit der Kurbelkammer 5 in
Verbindung.
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Eine
Spule 67 ist um den feststehenden Kern 61 und
den bewegbaren Kern 63 herum gewickelt. Ein Strom fließt von einem
Antriebsschaltkreis 70 zu der Spule 67 basierend
auf Signalen (nicht gezeigt), die von einem Steuergerät empfangen
werden. Dieser Fluss von elektrischem Strom erzeugt eine elektromagnetische
Kraft. Der bewegbare Kern 63 wird daher an den feststehenden
Kern 61 angezogen, um sich aufwärts gegen die drängende Kraft
der zweiten Schraubenfeder 64 zu bewegen. Wenn der bewegbare
Kern 63 den feststehenden Kern 61 berührt, ist die
Verbindung zwischen dem Loch 65 und dem Verbindungskanal 66 durch
die zweite Ventilkammer 62 blockiert. Falls elektrischer Strom
von dem Antriebsschaltkreis 70 zu der Spule 67 fließt, aber
unter einem Schwellenwert ist oder unterbrochen wird, drückt die
zweite Schraubenfeder 64 den bewegbaren Kern 63 von
dem feststehenden Kern 61 derart weg, dass das Loch 65 und
der Verbindungskanal 66 durch die zweite Ventilkammer 62 miteinander
in Verbindung stehen.
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Das
Loch 65, die zweite Ventilkammer 62, der Verbindungskanal 66,
der Ventilkammeranschluss 45 und die erste Ventilkammer 43 sind
ein Teil des Versorgungskanals 28. Das Aufnahmeloch 60,
der feststehende Kern 61, der bewegbare Kern 63,
die zweite Schraubenfeder 64 und die Spule 67 bilden
ein elektromagnetisches Betätigungsglied, das
den bewegbaren Kern 63 durch eine elektromagnetische Kraft
als Reaktion auf einen Steuerbefehl von einem externen Steuergerät bewegt.
Diese Komponenten bilden außerdem
einen externen Steuerventilmechanismus, der extern den Öffnungsgrad des
Versorgungskanals 28 basierend auf einem Signal, das durch
das externe Steuergerät
erzeugt wird, variiert.
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Der
Betrieb des vorangehend beschriebenen Kompressors mit variablem
Hub wird hierin beschrieben. Wenn eine Leistung von der Fahrzeugbrennkraftmaschine
durch den Kraftübertragungsmechanismus
PT an die Antriebswelle 6 übertragen wird, wird die Taumelscheibe 12 durch
die Antriebswelle 6 gedreht. Die Drehung der Taumelscheibe 12 veranlasst
jeden der Kolben 20 in den Zylinderbohrungen 1a,
sich vor und zurück
zu bewegen, um den durch den Neigungswinkel der Taumelscheibe 12 definierten
Hub zu erzeugen. In jeder der Zylinderbohrungen 1a werden
die Schritte, welche Ansaugen, Verdichten und Abgeben von Kühlgas umfassen,
wiederholt.
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Wenn
ein Insasse eine Klimaanlage in einem Fahrzeug anschaltet, ist das
ein Beispiel eines Falles, in dem ein „Kühl"-Steuerbefehl extern eingegeben wird
und das externe Steuergerät
befiehlt dem Antriebsschaltkreis 70, einen Strom an die
Spule 67 zu schicken. Zu dieser Zeit wird eine Anziehungskraft zwischen
den Kernen 61 und 63 erzeugt. Diese Anziehungskraft
bewegt den bewegbaren Kern 63 aufwärts, bis er den feststehenden
Kern 61 berührt, wenn
die Verbindung zwischen dem Loch 65 und dem Verbindungskanal 66 durch
die zweite Ventilkammer 62 unterbrochen ist.
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Zu
diesem Zeitpunkt bewegt sich der Balg 51 entsprechend irgendeiner Änderung
im Ansaugdruck Ps des Kühlgases
in der Druckabtastungskammer 48 durch den Druckeinleitungskanal 50.
Diese Bewegung des Balgs 51 wird durch den druckempfindlichen
Stab 54 auf den ersten Ventilkörper 44 übertragen,
um dadurch den Öffnungsgrad
des Ventillochs 46 zu ändern.
Der überwachte
Ansaugdruck Ps wird als nahe an dem Druck am Ausgang des Verdampfers 33 angesehen.
Der Druck am Ausgang des Verdampfers 33 steigt, während die
Kühllast
des Kühlkreislaufes
oder Kühlmittelzirkulationskreislaufes steigt.
Mit anderen Worten wird der Öffnungsgrad des
Ventillochs 46 durch den Balg 51 variiert, der
zu einer Änderung
in dem Ansaugdruck Ps in der Druckabtastungskammer 48 entspricht,
um die auf einen Kühlkreislauf
aufgebrachte Kühllast
widerzuspiegeln.
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Falls
die Kühllast
in dem Kühlkreislauf
hoch ist und er Ansaugdruck Ps hoch ist, wird der Druck in der Druckabtastungskammer 48 hoch,
um den Balg 51 zu kontrahieren bzw. zusammenzuziehen, und der
Balg 51 bewegt den ersten Ventilkörper 44 aufwärts. Wenn
sich der erste Ventilkörper 44 aufwärts bewegt,
um den Öffnungsgrad
des Ventillochs 46 zu reduzieren, sinkt die Kühlgasmenge,
die von der Auslasskammer 22 durch den Versorgungskanal 28 in die
Kurbelkammer 5 strömt.
Andererseits entweicht das Kühlgas
in der Kurbelkammer 5 durch den Ableitungskanal 27 zu
der Ansaugkammer 21 hin, um dadurch den Druck in der Kurbelkammer 5 zu
senken. Der Differenzdruck zwischen der Kurbelkammer 5 und
der Zylinderbohrung 1a sinkt daher durch den Kolben 20,
und der Neigungswinkel der Taumelscheibe 12 steigt. Folglich
steigt der Hub des Kolbens 20, und die abgegebene Kühlmittelmenge
steigt.
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Falls
die Last in dem Kühlkreislauf
klein ist und die Kühllast
den Ansaugdruck Ps absenkt, sinkt der Druck in der Druckabtastungskammer 48,
um den Balg 51 auszudehnen, und der Balg 51 bewegt den
ersten Ventilkörper 44 abwärts. Wenn
sich der erste Ventilkörper 44 abwärts bewegt,
steigt der Öffnungsgrad
des Ventillochs 46 und die Kühlgasmenge, die von der Auslasskammer 22 durch
den Versorgungskanal 28 in die Kurbelkammer 5 strömt, steigt. Der
Druck in der Kurbelkammer 5 wird dadurch erhöht. Der
Differenzdruck zwischen der Kurbelkammer 5 und der Zylinderbohrung 1a steigt
durch den Kolben 20, und der Neigungswinkel der Taumelscheibe 12 sinkt.
Folglich nimmt der Hub des Kolbens 20 ab, und die abgegebene
Kühlmittelmenge
sinkt.
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Wie
beschrieben ist, wenn ein Strom zu der Spule 67 zugeführt wird
und die Verbindung zwischen dem Loch 65 und dem Verbindungskanal 66 durch
die zweite Ventilkammer 62 unterbricht, steuert ein Steuerventil
selbständig
die von einem Kompressor C abgegebene Kühlmittelmenge entsprechend der
Kühllast
in dem Kühlkreislauf.
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Falls
ein Insasse eine Klimaanlage in einem Fahrzeug abschaltet, ist dies
ein exemplarischer Fall, in welchem ein „Aus"-Steuerbefehl von einer externen Vorrichtung
eingegeben wird. Das Steuergerät weist
den Antriebsschaltkreis 70 an, den Stromfluss zu der Spule 67 zu
stoppen. Wenn kein Strom in die Spule 67 fließt, wird
keine Anziehungskraft zwischen den Kernen 61 und 63 erzeugt,
und der bewegbare Kern 63 wird durch die zweite Schraubenfeder 64 abwärts gedrückt, bis
er den Boden des Aufnahmelochs 60 erreicht. Das Loch 65 und
der Verbindungskanal 66 werden daher durch die zweite Ventilkammer 62 verbunden.
In diesem Verbindungszustand, während Kühlgas von
der Auslasskammer 22 durch das Ventilloch 46 zu
der Kurbelkammer 5 strömt,
strömt
zusätzliches
Kühlgas
von der Auslasskammer 22 durch das Loch 65, die
zweite Ventilkammer 62 und den Verbindungskanal 66 in
die Kurbelkammer 5. Falls der Kurbeldruck Pc sehr hoch
wird, wird der Differenzdruck zwischen der Kurbelkammer 5 und
der Zylinderbohrung 1a durch den Kolben 20 signifikant
erhöht,
und der Neigungswinkel der Taumelscheibe 12 wird minimiert.
Folglich wird der Hub des Kolbens 20 minimiert, um eine
minimale Kühlgasmenge
abzugeben.
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Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung und die verschiedenen Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden hierin beschrieben.
- (1) Die
bevorzugten Ausführungsformen
gemäß der vorliegenden
Erfindung sehen (a) einen internen Steuerventilmechanismus, der
den Öffnungsgrad
des Versorgungskanals 28 basierend auf dem Ansaugdruck
selbständig
steuert, und (b) einen externen Steuerventilmechanismus vor, der den Öffnungsgrad
des Versorgungskanals 28 basierend auf einem Signal, das durch
ein externes Steuergerät
erzeugt wird, extern steuert. Die Menge an abgegebenem Kühlgas von
einem Kompressor wird nicht nur durch den internen Steuerventilmechanismus
gesteuert, sondern auch durch ein Eingeben eines Steuerbefehls von
einer externen Vorrichtung. Falls es eine Notfallsituation erfordert,
wird die von dem Kompressor abgegebene Kühlmittelmenge ohne Rücksicht
auf die Kühllast
signifikant und rasch geändert,
und der Drehmomentbetrag, der zum Antreiben des Kompressors erforderlich
ist, wird schnell geändert. Kurz
gesagt, ist das Steuerventil der vorliegenden Erfindung ausgezeichnet
unter normalen Umständen,
in welchen eine Zimmertemperatur eingehalten ist. Es ist ebenfalls
ausgezeichnet im Anpassen an eine Notfallsituation, in welcher die
Abgabekapazität
des Kompressors schnell minimiert wird, um fast null zu sein, und
dergleichen.
- (2) Die Bewegung des ersten Ventilkörpers 44 zum Ändern des Öffnungsgrades
des Versorgungskanals 28 durch das Ventilloch 46 ist
unabhängig
von der Bewegung des bewegbaren Kerns 63 zum Ändern des Öffnungsgrades
des Versorgungskanals 28 durch die zweite Ventilkammer 62.
Dies bringt den bewegbaren Kern 63 dazu als der zweite
Ventilkörper
unabhängig
von dem ersten Ventilkörper 44 zu
funktionieren, der entsprechend dem an dem Drucküberwachungspunkt erfassten
Ansaugdruck Ps kontinuierlich operiert. Folglich steuert das Steuerventil
gemäß der vorliegenden
Erfindung selbständig
die abzugebende Menge an Kühlgas
durch den internen Steuerventilmechanismus. Gleichzeitig steuert
das Steuerventil gemäß der vorliegenden
Erfindung extern die Menge an abzugebendem Kühlgas durch ein Verarbeiten
eines Steuerbefehls, der von einer externen Vorrichtung ohne Konflikt
eingegeben wird.
Falls eine Fahrzeugbatterie die Kraftquelle
für die Spule 67 ist,
beeinträchtigt
eine Schwankung des Ladeniveaus der Fahrzeugbatterie einen konstanten
Stromfluss zu der Spule 67. Eine japanische ungeprüfte Patentoffenlegung Nr. 2000-087848 offenbart
ein Beispiel, in dem ein Betätigungsglied,
das durch eine elektromagnetische Kraft von einer Spule erregt wird,
und ein Ventilkörper, der
den Öffnungsgrad
des Versorgungskanals ändert,
durch eine Schwankung der Versorgungsbatterie beeinträchtigt werden.
In diesem Fall ist der Ventilkörper
nicht in der Lage, den Öffnungsgrad
des Versorgungskanals 28 exakt zu ändern. In dem Steuerventil
der vorliegenden Erfindung sind der erste Ventilkörper 44 und
der bewegbare Kern 63 nicht miteinander in Verbindung.
Die Menge an abgegebenem Kühlgas
von dem Kompressor wird deshalb basierend auf der Kühllast in einem
Kühlkreislauf
gesteuert, ohne durch irgendeine Schwankung einer Batteriespannung beeinträchtigt zu
werden. Mit anderen Worten steuert der interne Steuerventilmechanismus
des Steuerventils der vorliegenden Erfindung die Menge an abgegebenem
Kühlgas
von dem Kompressor gemäß der Kühllast in
dem Kühlkreislauf, selbst
wenn es schwierig ist, den konstanten elektrischen Stromfluss zu
dem externen Steuerventilmechanismus aufrecht zu erhalten. Aus diesem Grund
kann ein Kompressor mit einer elektromagnetischen Kupplung durch
den Kompressor der vorliegenden Erfindung ersetzt werden, und der Kabelbaum,
der für
eine Zuführung
von Strom zu der elektromagnetischen Kupplung verwendet wird, kann
mit einem Steuerventil verbunden werden.
- (3) Der interne Steuerventilmechanismus und der externe Steuerventilmechanismus
sind mit dem ersten und dem zweiten Ventilgehäuse 41 und 42 in
einem gemeinsamen Gehäuse
aufgebaut. Verglichen mit einem Aufbau, in dem die zwei Steuerventilmechanismen
in getrennten Gehäuseeinheiten
beherbergt sind, reduziert das einzelne Gehäuse die Anzahl an Kanälen, wie
zum Beispiel einem Versorgungskanal 28, der jeden von den Steuerventilmechanismen,
die Auslasskammer 22 und die Kurbelkammer 5 verbindet,
um dadurch Herstellungsschritte zu vereinfachen.
- (4) Der Ventilkammeranschluss 45 und die zweite Ventilkammer 43,
die einen Teil des Versorgungskanals 28 bilden, sind ein
gemeinsamer Kühlgaskanal
für den
internen Steuerventilmechanismus und den externen Steuerventilmechanismus.
Verglichen zu dem Aufbau, in dem die zwei Steuerventilmechanismen
sich keinen gemeinsamen Kühlgaskanal
teilen, wird die Anzahl von Herstellungsschritten, die für Kühlgaskanäle in dem Steuerventilgehäuse erforderlich
sind, reduziert, um des Weiteren die Herstellungsschritte des Kompressors
zu vereinfachen.
- (5) Der Druck in der Ansaugkammer 21 oder der Ansaugdruck
Ps wird in die Druckabtastungskammer 48 eingeleitet, und
der Balg 51 bewegt sich entsprechend dem Ansaugdruck Ps
in dieser. Mit anderen Worten befindet sich ein Drucküberwachungspunkt
für den
internen Steuerventilmechanismus in dem Unterdruckbereich, der den
Verdampfer 33 und die Ansaugkammer 21 umfasst, die
einen Kühlkreislauf
oder Kühlmittelzirkulationskreislauf
bilden. Der Unterdruck in dem Bereich spiegelt die Kühllast des
Kühlkreislaufs
wider. Folglich steuert der interne Steuerventilmechanismus die
Menge an abgegebenem Kühlgas von
dem Kompressor, um die Kühllast
auszugleichen.
- (6) Die zwei Ventilkörper
oder der erste Ventilkörper 44 und
der bewegbare Kern 63 ändern
den Öffnungsgrad
des Versorgungskanals 28, um schließlich den Kurbeldruck Pc und
die Abgabekapazität
des Kompressors zu ändern.
Mit anderen Worten wird der Kurbeldruck Pc durch ein Ändern der
Kühlgasmenge
geändert,
die von dem Hochdruckbereich zwischen dem Kondensator 31 und
der Auslasskammer 22 des Kompressors, die einen Kühlkreislauf
oder einen Kühlmittelzirkulationskreislauf
bilden, in die Kurbelkammer 5 geleitet wird. Da der Druck
in dem Hochdruckbereich höher
ist als der Kurbeldruck Pc, wird der Kurbeldruck Pc darauf reagierend
eingestellt.
- (7) Die elektromagnetische Kraft, die durch die Spule 67 erzeugt
wird, bewegt den bewegbaren Kern 63, der als der zweite
Ventilkörper
funktioniert. Auf diese Art wird die von dem Kompressor abgegebene
Kühlgasmenge
durch ein elektrisches Signal geändert,
das von einer externen Vorrichtung eingegeben wird.
- (8) Wenn kein Strom in die Spule 67 fließt, bewegt sich
der bewegbare Kern 63 in eine Richtung, in der die von
dem Kompressor abgegebene Kühlgasmenge
vermindert wird. In dieser Anordnung, selbst wenn das elektromagnetische
Betätigungsglied
aufgrund einer Kraftunterbrechung etc. nicht arbeitet, wird der
Kurbeldruck Pc derart eingeleitet, dass die Menge an abgegebenem
Kühlgas von
dem Kompressor reduziert wird. Mit anderen Worten wird das Drehmoment
in dem Kompressor minimiert oder wird null. Folglich bietet der
Kompressor mit variablem Hub eine verbesserte Sicherheit in einem
Zustand eines Notfalls.
- (9) Strom fließt
von dem Antriebsschaltkreis 70 zu der Spule 67 basierend
auf folgenden zwei Zuständen.
In dem „AN"-Zustand berührt der
bewegbare Kern 63 den feststehenden bzw. stationären Kern 61,
und in dem „AUS"- Zustand berührt der bewegbare Kern 63 den
feststehenden Kern 61 nicht. Mit anderen Worten wird das
elektromagnetische Betätigungsglied
auf einer binären
Basis an-/ausgeschaltet, um den Aufbau der Energieversorgungskomponenten,
wie zum Beispiel dem Steuergerät
und dem Antriebsschaltkreis 70 des elektromagnetischen
Betätigungsglieds,
zu vereinfachen. Zum Beispiel für
Fahrzeuge kann der Kompressor der konventionellen Technik, in dem eine
elektromagnetische Kupplung auf einer binären Basis durch eine Antriebskraftquelle
an-/ausgeschaltet wird, von dem Kompressor der vorliegenden Erfindung
ersetzt werden. In diesem Fall wird das Steuergerät und das
Antriebsgerät,
das vorher zum Zuführen
von Energie an die elektromagnetische Kupplung verwendet wurde,
nun zum Antreiben des elektromagnetischen Betätigungsglieds des Steuerventils
in dem Kompressor der vorliegenden Erfindung verwendet.
- (10) In der vorliegenden Erfindung ist der zweite Ventilkörper, der
die Verbindung zwischen dem Verbindungskanal 66 und dem
Loch 65 durch die zweite Ventilkammer 62 aufrechterhält oder
abschaltet, der bewegbare Kern 63 selbst, der durch die
elektromagnetische Kraft betätigt
wird, die durch die Spule 67 erzeugt wird. Verglichen mit
einem Aufbau, dass ein Ventilkörper
zum Aufrechterhalten einer Verbindung zwischen dem Loch 65 und
dem Verbindungskanal 66 durch die zweite Ventilkammer 62 unabhängig vorgesehen
ist, sieht die vorliegende Erfindung einen einfachen Steuerventilmechanismusaufbau
vor, um eine Verkleinerung des zweiten Ventilgehäuses 42 und des Steuerventils
zu ermöglichen.
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorangehenden Ausführungsformen
begrenzt und kann wie folgt modifiziert werden. Wie in 1 und 2 gezeigt
ist, haben der erste Ventilkörper 44 und
der bewegbare Kern 63 in dem Steuerventilgehäuse verschiedene
Kühlgaskanäle, die
nicht gemeinsam benutzt werden. Der Druck in dem Zirkulationsrohr 35 oder
nahe dem Ausgang des Verdampfers 33 wird in die Druckabtastkammer 48 durch
einen Druck einleitenden Kanal 50 eingeleitet. Ein anderer
Druck als der in dem Niederdruckbereich, der durch den Verdampfer 33 und
die Ansaugkammer 21 definiert ist, wird in die Druckabtastkammer 48 eingeleitet.
Zum Beispiel wird der Druck in dem Hochdruckbereich, der durch die
Ablasskammer 22 und den Kondensator 31 definiert
ist, durch einen Druckeinleitungskanal 50 in die Druckabtastkammer 48 eingeleitet.
In der vorangehenden Ausführungsform
ist der stromaufwärts
liegende Teil des Versorgungskanals 28, der in Verbindung
mit der Kurbelkammer 5 ist, ist mit dem Anschluss 47 verbunden.
Anstatt dessen wird die stromabwärtige
Seite des Versorgungskanals 28 mit dem Ventilkammeranschluss 45 verbunden,
und die stromaufwärtige
Seite des Versorgungskanals 28 wird mit dem Anschluss 47 verbunden.
In diesem Fall ist der Verbindungskanal 66 derart definiert,
dass er mit der stromaufwärtigen
Seite des Versorgungskanals 28 und mit der zweiten Ventilkammer 62 in
Verbindung steht. Das Steuerventilgehäuse ist einstückig mit
dem Kompressorkomponentengehäuse
ausgebildet. Das Steuerventilgehäuse
ist getrennt von dem Kompressorkomponentengehäuse ausgebildet, obwohl diese
Konstruktion nicht dargestellt ist. Der interne Steuerventilmechanismus
befindet sich in dem ersten Steuerventilgehäuse, und der externe Steuerventilmechanismus
befindet sich in dem zweiten Steuerventilgehäuse. Sowohl der interne Steuerventilmechanismus
als auch der externe Steuerventilmechanismus befinden sich entweder
in dem ersten Stauerventilgehäuse
oder dem zweiten Steuerventilgehäuse.
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Eine zweite Ausführungsform
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Wie
in 1 und 3 gezeigt ist, wird der Öffnungsgrad
für den
Ableitungskanal 27 anstelle des Versorgungskanals 28 durch
den bewegbaren Kern 63 geändert, der als der zweite Ventilkörper funktioniert.
In diesem Aufbau sind das Loch 65, durch welches die erste
Ventilkammer 43 mit der zweiten Ventilkammer 62 in
Verbindung ist, und der Verbindungskanal 66, durch welchen
die stromabwärtige
Seite des Versorgungskanals 28 mit der zweiten Ventilkammer 62 in
Verbindung ist, entsprechend der ersten Ausführungsform beide entfernt. Anstatt
dessen sind ein Verbindungskanal 80, der die zweite Ventilkammer 62 und
die stromaufwärtige
Seite des Ableitungskanals 27 mit dem Steuerventil verbindet,
und ein Verbindungskanal 81, der die zweite Ventilkammer 62 und
die stromabwärtige
Seite des Ableitungskanals 27 mit dem Steuerventil verbindet, vorgesehen.
Die Verbindung zwischen den Verbindungskanälen 80 und 81 durch
die zweite Ventilkammer 62 wird basierend auf der Lage
des bewegbaren Kerns 63 aufrechterhalten oder unterbrochen.
In diesem Fall, wenn kein Strom zu der Spule 67 fließt, ist der
Ableitungskanal 27 in einem verbindenden Zustand, und die
von dem Kompressor abgegebene Kühlgasmenge
wird durch ein Ändern
des Öffnungsgrades
des Versorgungskanals 28 unter Verwendung des Balgs 51 oder
des ersten Ventilkörpers 44 selbständig gesteuert.
Wenn ein Strom zu der Spule 67 fließt, wird der Ableitungskanal 27 geschlossen,
und das Kühlgas,
das von der Kurbelkammer 5 zu der Ansaugkammer 21 strömt, ist
gesperrt, und das Kühlgas,
das von der Auslasskammer 22 durch den Versorgungskanal 28 zu
der Kurbelkammer 5 strömt, veranlasst
ein Ansteigen des Kurbeldrucks Pc. Dieser hohe Kurbelkammerdruck
Pc verringert den Neigungswinkel der Taumelscheibe 12 und
senkt die von dem Kompressor abgegebene Kühlgasmenge.
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Die
vorangehende Ausführungsform
kann wie folgt modifiziert werden. Der erste Ventilkörper 44,
der zum Ändern
des Öffnungsgrades
des Versorgungskanals 28 verwendet wird, wird zum Ändern eines Öffnungsgrades
des Ableitungskanals 27 verwendet. In solch einem Fall,
wenn die Kühllast
erhöht wird
und der Ansaugdruck Ps in die Druckabtastungskammer 48 eingeleitet
wird, wird der erste Ventilkörper 44 angeordnet,
um den Öffnungsgrad
des Ableitungskanals 27 zu erhöhen, um den Kurbelkammerdruck
Pc zu senken und die Menge an abgegebenem Kühlgas zu erhöhen. Der
bewegbare Kern 63 bewegt sich in eine Richtung, in der
die Menge an abgegebenem Kühlgas
reduziert wird, wenn die Spule 67 angeschaltet ist. Das
elektromagnetische Betätigungsglied
wird nicht auf einer binären
AN/AUS-Basis gesteuert. Zum Beispiel, wenn die Spule 67 angeschaltet
ist, fließt
ein Strom bei einer konstanten Stärke oder bei vielen verschiedenen
Stärken.
Der zweite Ventilkörper
zum Steuern der Verbindung zwischen dem Loch 65 und dem
Verbindungskanal 66 durch die zweite Ventilkammer 62 ist
unabhängig
von dem bewegbaren Kern 63 ausgebildet, der durch eine
von der Spule 67 erzeugten, elektromagnetischen Kraft bewegt
wird. Der zweite Ventilkörper
ist eine hydraulische Komponente und wird daher nicht durch elektrische
Signale bewegt, die von einer externen Vorrichtung oder einem Computer
eingegeben werden. Der Kompressor mit variablem Hub, in dem eine
Nockenplatte (die Taumelscheibe 12) einstückig mit
der Antriebswelle 6 gedreht wird, ist von einer „Wobbel"-Art, bei welcher
eine Nockenplatte derart abgestützt
ist, dass sie um die Antriebswelle herum rotiert und auf dieser
oszilliert. Irgendein Steuerventilmechanismus wird zugelassen, solange
ein Kompressor einen Verschiebungssteuerungsmechanismus hat, der
zum Variieren der abgegebenen Kühlgasmenge fähig ist,
basierend auf dem Druck, der zum Steuern des Verschiebungssteuerungsmechanismus
verwendet wird. Daher ist es nicht essentiell von einer „Wobbel"-Art zu sein, bei
der eine Nockenplatte sich um die Antriebswelle herum dreht und
auf dieser oszilliert.
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Wie
vorangehend beschrieben ist, wird in einem Steuerventil zur Verwendung
in einem Kompressor mit variablem Hub und dem Kompressor mit variablem
Hub gemäß der vorliegenden
Erfindung die von einem Kompressor abgegebene Kühlmittelmenge basierend auf
einer Kühllast
selbständig
gesteuert und die von einem Kompressor abgegebene Kühlmittelmenge
wird basierend auf einem Steuerbefehl von einer externen Vorrichtung
gesteuert, und deren Aufbau wird vereinfacht.
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Die
vorliegenden Beispiele und Ausführungsformen
sollen als illustrativ und nicht beschränkend betrachtet werden und
die Erfindung soll nicht auf die hierin gegebenen Details begrenzt
werden, sondern kann innerhalb des Rahmens der angefügten Ansprüche modifiziert
werden.
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Ein
Steuerventil wird in Verbindung mit einem Kompressor mit variablem
Hub verwendet, der die Abgabekapazität durch ein Steuern einer Neigung
einer Nockenplatte, die sich in einer Kurbelkammer befindet, variiert.
Die Neigung der Nockenplatte ist basierend auf einem Kurbelkammerdruck
variabel, der durch ein Kühlmittel
in der Kurbelkammer hervorgerufen wird. Ein Überwachungsdruck wird an einem
vorbestimmten Punkt in einem Kühlmittelkreislauf
zum Veranlassen einer Änderung
in dem Kurbelkammerdruck und schließlich zum Variieren der Abgabekapazität überwacht.
Das Steuerventil hat ein Gehäuse,
einen internen Steuerventilmechanismus und einen externen Steuerventilmechanismus.
Der interne Steuerventilmechanismus befindet sich in dem Ventilgehäuse und
hat einen ersten Ventilkörper und
ein erstes Reaktionsbauteil. Das erste Reaktionsbauteil ist mit
dem ersten Ventilkörper
zum Reagieren auf den Überwachungsdruck
verbunden, um eine Änderung
in dem Kurbelkammerdruck zu veranlassen. Der externe Steuerventilmechanismus
befindet sich in dem Ventilgehäuse
und hat einen zweiten Ventilkörper
und ein zweites Reaktionsbauteil. Das zweite Reaktionsbauteil ist
zum Reagieren auf ein externes Signal, um den zweiten Ventilkörper zu
veranlassen, den Kurbelkammerdruck zu ändern. Der interne Steuerventilmechanismus
und der externe Steuerventilmechanismus arbeiten unabhängig voneinander.