DE69910876T2

DE69910876T2 - Kontrollventil für einen verstellbaren Taumelscheibenkompressor

Info

Publication number: DE69910876T2
Application number: DE1999610876
Authority: DE
Inventors: Masaki Kariya-shi Ota; Taku Kariya-shi Adaniya; Kenta Kariya-shi Nishimura; Hirotaka Kariya-shi Kurakake; Osamu Kariya-shi Hiramatsu; Hisakazu Kariya-shi Kobayashi; Yasunori Kariya-shi Makino; Ken Kariya-shi Suitou; Kenji Kariya-shi TAKENAKA
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1999-03-30
Publication date: 2004-07-15
Anticipated expiration: 2019-03-31
Also published as: EP0947695A2; US6158970A; JPH11343969A; EP0947695B1; EP0947695A3; DE69910876D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen verstellbaren Taumelscheibenkompressor für Kraftfahrzeugklimaanlagen.
Verstellbare Taumelscheibenkompressoren werden im allgemeinen in Kraftfahrzeugklimaanlagen verwendet. Ein typischer verstellbarer Taumelscheibenkompressor hat ein Gehäuse, in welchem eine Kurbelkammer sich befindet und die drehbare Antriebswelle gelagert ist. Durch den Zylinderblock als Teil des Gehäuses erstrecken sich Zylinderbohrungen. In jeder dieser Zylinderbohrungen ist ein Kolben untergebracht. Eine in Achsrichtung geneigte Nockenplatte rotiert zusammen mit der Antriebswelle. Der periphere Bereich der Nockenplatte ist mit den einzelnen Kolben verbunden. Ein verstellbares Regelventil stellt den Differentialdruck zwischen dem Druck in der Kurbelkammer und den auf die Kolben in den Zylinderbohrungen wirkenden Druck ein (nachfolgend erster Differentialdruck ΔP1 genannt). Die Neigung der Nockenplatte bezüglich der rechtwinklig zur Antriebswelle verlaufenden Ebene wird in Übereinstimmung mit dem ersten Differentialdruck ΔP1 verändert, um den Kompressor zu verstellen.
Der verstellbare Taumelscheibenkompressor ist gewöhnlich über eine Elektromagnetkupplung an das Kraftfahrzeug ange schlossen. Die Kupplung wird betätigt, wenn die Klimaanlage in Betrieb genommen werden soll.
Wenn die Nockenplatte maximal geneigt ist, um die maximale Verstellung zu erreichen, kann eine Erhöhung der Maschinendrehzahl zu einer hohen Drehzahl der Antriebswelle führen. In einem solchen Fall steigt die Kompressionsbelastung plötzlich an. Dadurch wird das Produkt aus dem zwischen den Berührungsflächen der sich bewegenden Teile auftretenden Druck und der Geschwindigkeit der sich berührenden Teile (d. h. der Pv-Wert) vergrößert. Dadurch wird die Lebensdauer der sich bewegenden Teile und somit die des Kompressors verringert.
Derartige Nachteile werden jedoch überwunden, wenn bei Erhöhung der Maschinendrehzahl zum Beschleunigen des Fahrzeugs die Elektromagnetkupplung deaktiviert wird, um den Kompressorbetrieb zu unterbrechen. Wenn die Parameter wie Drehzahl, Luftansaugdruck und Beschleunigungspedalstellung auf einen Beschleunigungsvorgang hindeuten, wird die Elektromagnetkupplung deaktiviert. Dadurch werden aber größere Temperaturschwankungen der durch den Verdampfer strömenden Luft verursacht. Das heißt, daß warme Luft in der Fahrzeuginnenraum gelangt und beim Beschleunigen ein unangenehmes Klima in diesem entstehen kann. Das Aktivieren und Deaktivierung der Elektromagnetkupplung führt aber zu Drehmomentschocks.
Es gibt Fahrzeuge, bei welchen während des Beschleunigens der Kompressor weiter betrieben wird. Das beeinträchtigt aber den Beschleunigungsvorgang und mindert die Brennstoffeffektivität.
Im US-Patent 4,872,814 ist ein verstellbarer Taumelscheibenkompressor offenbart, bei welchem diese Nachteile überwunden werden. Der Aufbau dieses Kompressors ist ähnlich dem des mit einer Nockenplatte ausgerüsteten Kompressors, doch dieser weist einen Mechanismus auf, welcher bei zu hoher Drehzahl die Neigung der Nockenplatte vom Maximalwert auf den Minimalwert verringert. Wie 22 zeigt, gehört zum Verstellungsverschiebemechanismus ein Druckkanal 101, welcher die Kurbelkammer mit dem Ausstoßdruckraum (der Ausstoßkammer) verbindet. Der Druckkanal 101 ist mit einer Austrittsöffnung 104 versehen. Auf der Antriebswelle 103 ist ein zusammen mit dieser rotierender Ventilkörper 102 angeordnet. Der Ventilkörper 102 ist parallel und rechtwinklig zur Achse L der Antriebswelle 103 beweglich. Durch Bewegen des Ventilkörpers in diese beiden Richtungen wird die Austrittsöffnung 104 freigegeben oder geschlossen. Unter Normalbedingungen drücken die Federn 105 und 106 den Ventilkörper 102 gegen die Austrittsöffnung 104, wodurch diese geschlossen bleibt.
Der Ventilkörper 102 ist mit einem Gewicht 102a versehen. Bei steigender Maschinendrehzahl N und großer Verstellung des Kompressors steigt die Drehzahl der Antriebswelle über einen vorgegebenen Grenzwert Nc, so daß auf das zusammen mit der Antriebswelle 103 rotierende Gewicht 102a eine Zentrifugalkraft wirkt. Dadurch wird der Ventilkörper 102 gegen die Kraft der Feder 105 radial zur Achse L bewegt und gibt die Austrittsöffnung 104 frei. Bei Freigabe der Austrittsöffnung 104 wird der Druck im Ausstoßdruckraum über den Druckkanal 101 in die Kurbelkammer abgeleitet, wodurch der Druck in dieser steigt. Dadurch steigt der erste Differentialdruck ΔP1, so daß die Verstellung verringert wird. Da bei diesem Vorgang die Kompressionsbelastung abnimmt, wird eine übermäßige Beanspruchung der Reibung unterliegenden Teile verhindert.
Wenn bei einer großen Verstellung des Kompressors die Kühlung des Kondensators nicht ausreicht, steigt der Druck im Ausstoßdruckraum abnormal an. In einem solchen Fall wird durch den Druck, welcher in dem mit der Austrittsöffnung 104 verbundenen Ausstoßdruckraum herrscht, der Ventilkörper 102 gegen die Kraft der Feder 106 parallel zur Achse L bewegt und gibt die Austrittsöffnung frei. Dadurch wird der im Ausstoßdruckraum herrschende Druck über den Druckkanal 101 zur Kurbelkammer abgeleitet, so daß der Druck in dieser steigt. Dabei wird die Verstellung verringert und die Kompressionsbelastung abgebaut.
23 zeigt in Diagrammform die Charakteristik des im Patent ,814 offenbarten Kompressors. Die Zone 109 (Schraffur) gilt für den Bereich, in welchem die Drehzahl N die vorgegebene Grenzdrehzahl Nc der Antriebswelle 103 überschreitet (durchgehende Linie 107) oder in welchem die Differenz zwischen dem im Ausstoßdruckraum herrschenden und auf den Ventilkörper 102 wirkenden Druck und dem im Kurbelraum herrschenden Druck (nachfolgend zweiter Differentialdruck ΔP2 genannt) den vorbestimmten Grenzwert ΔPc überschreitet (durchgehende Linie 108). Das heißt, die Zone 109 gilt für den Bereich, in welchem die Verstellung zwangsverringert wird, um die Kompressionsbelastung des Kompressors zu reduzieren (unabhängig vom Kühlungsbedarf).
Doch auch der im Patent ,814 offenbarte Kompressor weist verschiedene Nachteile auf. Der erste Nachteil besteht darin, daß der als Zentrifugalventil wirkende Ventilkörper 102 eine Unwucht der rotierenden Antriebswelle 103 verursacht. Diese Unwucht kann die Kompressionsbewegung hindern. Das führt zu größeren Drehmomentschwankungen und zu einer Beeinträchtigung des Fahrkomforts im Fahrzeug.
Außerdem wird die Verstellung nicht verringert, es sei denn, die Drehzahl N der Antriebswelle liegt nahe dem oder überschreitet den vorbestimmten Grenzwert Nc oder der zweite Differentialdruck ΔP2 liegt nahe dem oder überschreitet den vorbestimmten Grenzwert ΔPC. Um einen durch Reibung verursachten übermäßigen Verschleiß der sich bewegenden Teile zu verhindern, müssen die in der Eckzone S (doppelt schraffiert) herrschenden Bedingungen, bei welchen die Drehzahl N und der zweite Differentialdruck ΔP2 nahe dem Grenzwert Nc bzw. ΔPc liegt, umgangen und die Grenzwerte Nc und ΔPc bis auf die durch die gestrichelten Linien 107, 108 angedeuteten Werte gesenkt werden. Das würde aber zu einem übermäßigen Schutz der sich bewegenden Teile führen, besonders dann, wenn einer der abgesenkten Grenzwerte Nc, ΔPc überschritten wird, auch wenn die Bedingungen noch außerhalb der Eckzone S liegen. In einem solchen Zustand kann die Forderung nach ausreichender Kühlung nicht mehr erfüllt werden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines verstellbaren Taumelscheibenkompressors, bei welchem die Verstellung verringert wird, um bei Drehzahlüberschreitung der Antriebswelle über einen bestimmten Grenzwert die Kompressionsbelastung zu verringern und einen runden Lauf der Antriebswelle zu gewährleisten.
Mit der vorliegenden Erfindung wird ein verstellbarer Taumelscheibenkompressor bereitgestellt, zu welchem eine um ihre Achse rotierende Antriebswelle, ein Kompressionsmechanismus zum Ansaugen und Komprimieren von Gas in Übereinstimmung mit der Rotation der Antriebswelle und eine Kurbelkammer als Aufnahme für den Kompressionsmechanismus gehören. Das Gas strömt in die Kurbelkammer und aus dieser, um in Überein stimmung mit dem in der Kurbelkammer herrschenden Gasdruck die Taumelscheibenneigung zu ändern. Zum Kompressor gehören außerdem ein Saugdruckraum, welcher dem Druck des vom Kompressionsmechanismus in den Kompressor gesaugten Gases ausgesetzt ist, ein Ausstoßdruckraum, welcher dem Druck des vom Kompressionsmechanismus komprimierten Gases ausgesetzt ist, ein Verbindungskanal zwischen dem Ausstoßdruckraum und der Kurbelkammer und ein entweder im ersten oder im zweiten Kanal angeordnetes Ventil gehören. Der Verbindungskanal umfaßt mindestens den ersten oder den zweiten Kanal. Der erste Kanal ermöglicht ein Überströmen von Gas aus dem Ausstoßdruckraum in die Kurbelkammer, wodurch der Druck in dieser erhöht wird. Der zweite Kanal ermöglicht ein Überströmen von Gas aus der Kurbelkammer in den Ansaugdruckraum, wodurch der Druck in dieser verringert wird. Das Ventil bewirkt eine Veränderung des Strömungsquerschnitts des ersten oder des zweiten Kanals zur Erhöhung des Drucks in der Kurbelkammer, wenn die Drehzahl der Antriebswelle eine vorbestimmten Wert überschreitet. Zum Ventil gehören ein Ventilkörper zum selektiven Öffnen und Schließen des ersten oder des zweiten Kanals und Umlaufelemente, welche der Drehung der Antriebswelle folgen und diese umkreisen und so auf den Ventilkörper einwirken, daß dieser den ersten oder den zweiten Kanal selektiv öffnet und schließt. Die Umlaufelemente behalten während des Umlaufs um die Antriebswelle einen im wesentlichen gleichen Winkelabstand zueinander bei. In Übereinstimmung mit der Drehzahl der Antriebswelle ändert sich der Bahnradius jedes Umlaufelements.
Weitere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den die Prinzipien der Erfindung darstellenden Zeichnungen deutlicher zu erkennen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die als Neuheiten angenommenen Merkmale der vorliegenden Erfindung sind besonders in den beigefügten Ansprüchen definiert. Die Erfindung sowie deren Aufgaben und Vorteile sind am besten aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen zu erkennen.
1 zeigt die Schnittansicht eines Kompressors gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt die Schnittansicht des in 1 dargestellten Kompressors bei minimaler Neigung der Taumelscheibe.
3 zeigt vergrößert den das Ventil umgebenden Bereich des in 1 dargestellten Kompressors.
4 zeigt vergrößert die Wirkungsweise des Ventils.
5 zeigt die Frontansicht des Ventils ohne Umlaufkugeln und Ventilkörper.
6 zeigt in Diagrammform die Ventilcharakteristik.
7 zeigt die Schnittansicht des Kompressors gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
8 zeigt vergrößert den das Ventil umgebenden Bereich des in 7 dargestellten Kompressors.
9 zeigt vergrößert die Wirkungsweise des Ventils.
10 zeigt den das Ventil umgebenden Bereich des Kompressors gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
11 zeigt den das Ventil umgebenden Bereich des Kompressors gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
12 zeigt den das Ventil umgebenden Bereich des Kompressors gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
13 zeigt den das Ventil umgebenden Bereich des Kompressors gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
14 zeigt die Wirkungsweise des Ventils.
15 zeigt den das Ventil umgebenden Bereich des Kompressors gemäß einer siebenten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
16 zeigt die Wirkungsweise des Ventils.
17 zeigt den das Ventil umgebenden Bereich des Kompressors gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
18 zeigt den das Ventil umgebenden Bereich des Kompressors gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
19 zeigt die Wirkungsweise des Ventils.
20 zeigt den das Ventil umgebenden Bereich des Kompressors gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
21 zeigt den das Ventil umgebenden Bereich des Kompressors gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
22 zeigt den Verstellmechanismus eines dem Stand der Technik entsprechenden Kompressors.
23 zeigt in Diagrammform die Charakteristik des in 22 dargestellten Verstellmechanismus.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend wird der verstellbare Taumelscheibenkompressor gemäß der ersten bis elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Dieser Kompressor wird in Klimaanlagen für Kraftfahrzeuge verwendet. Um eine Wiederholung der Beschreibung zu vermeiden, sind bei den Ausführungsformen eins bis elf gleiche Komponenten mit ähnlichen oder den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
(Erste Ausführungsform)
Wie 1 zeigt, ist das vordere Gehäuse 11 an der vorderen Stirnseite und das hintere Gehäuse 13 an der hinteren Stirnseite des Zylinderblocks 12 befestigt und zwischen beiden die Ventilplatte 14 angeordnet. Das vordere Gehäuse 11, der Zylinderblock 12 und das hintere Gehäuse 13 bilden zusammen das Kompressorgehäuse.
Im hinteren Gehäuse 13 sind eine den Ansaugdruckraum definierende Ansaugkammer 38 und eine den Ausstoßdruckraum definierende Ausstoßkammer 39 vorhanden. Die Ventilplatte 14 weist Ansaugöffnungen 40, Ansaugklappen 41, Ausstoßöffnungen 42 und Ausstoßklappen 43 auf. In dem an der vorderen Stirnseite des Zylinderblocks 12 befestigten vorderen Gehäuse 11 ist die Kurbelkammer 15 vorhanden. Durch die zwischen dem vorderen Gehäuse 11 und dem Zylinderblock 12 vorhandene Kurbelkammer 15 erstreckt sich die Antriebswelle 16. Die Antriebswelle 16 ist in Radiallagern 20 und 27 gelagert.
An der Antriebswelle 16 sind der Rotor 19 und die als Nockenplatte dienende Taumelscheibe 21 befestigt. Die Taumelscheibe 21 ist so auf der Antriebswelle 16 gelagert, daß sie auf dieser gleiten kann und dabei den Neigungswinkel zu dieser ändert. Die Taumelscheibe 21 ist über den Gelenkmechanismus 25 mit dem Rotor 19 verbunden. Der Gelenkmechanismus 25, welcher die Rotation der Antriebswelle 16 zusammen mit dem Rotor 19 auf die Taumelscheibe 21 überträgt, ermöglicht auch deren Neigungsbewegung.
Wenn die Taumelscheibe 21 sich in Richtung Zylinderblock 12 bewegt, wird deren Neigung bezüglich der rechtwinklig zur Achse der Antriebswelle 16 verlaufenden Ebene verringert. Auf der Antriebswelle 16 ist zwischen der Taumelscheibe 21 und dem Zylinderblock 12 ein Sicherungsring 23 befestigt. Durch Anschlagen der Taumelscheibe 21 gegen den Sicherungsring 23 wird deren Neigungswinkel begrenzt. In diesem Zustand hat die Taumelscheibe 21 die Minimalneigung erreicht. Der maximale Neigungswinkel der Taumelscheibe 21 wird erreicht, wenn diese am Rotor 19 anliegt.
Durch den Zylinderblock 12 erstrecken sich Zylinderbohrungen 31 zur Aufnahme je eines Kolbens 32. Jeder Kolben 32 ist mit einem Kopf 32a und einem an diesen sich anschließenden Bord 32b versehen. Dieser Bord 32b ist mittels paarig angeordneten Gelenksteinen 33 an der Taumelscheibe 21 befestigt. Die bei der Kompressionsbewegung der Kolben 32 erzeugte Reaktionskraft wird von den Gelenksteinen 33 aufgenommen und über die Taumelscheibe 21, den Gelenkmechanismus 25, den Rotor 19 und ein Drucklager 45 auf das vordere Gehäuse 11 übertragen.
Zwischen der Kurbelkammer 15 und der Ansaugkammer 38 verläuft durch den Zylinderblock 12 und die Ventilplatte 14 ein Überströmkanal 47. Dieser Überströmkanal 47 ist zwischen zwei benachbarten Zylinderbohrungen 31 vorhanden.
Ein Einstellkanal 48 und ein Druckkanal 55 verbinden unabhängig voneinander die Ausstoßkammer 39 mit der Kurbelkammer 15. Im Einstellkanal 48 ist ein Verstellungsregelventil 49 angeordnet. Das Regelventil 49 ist mit einer Membran 49a, einem Ventilkörper 49b und einer Bohrung 49c versehen. Die Membran 49a bewegt den Ventilkörper 49b und regelt über diesen den Öffnungszustand des Bohrung 49c. Der Ansaugdruck Ps wirkt durch einen Druckerfassungskanal 50 auf die Membran 49a, welche , wie bereits erwähnt, den Ventilkörper 49b bewegt und über diesen den Öffnungszustand der Bohrung 49c regelt.
Das Regelventil 49 regelt die Menge des aus der Ausstoßkammer 39 durch den Einstellkanal 48 in die Kurbelkammer 15 gesaugten Kühlgases und dadurch den ersten Differentialdruck ΔP1 als Differenz zwischen dem in der Kurbelkammer herrschenden und auf den Bord jedes Kolbens 32 wirkenden Druck Pc und den in den Zylinderbohrungen 31 herrschenden und auf den Kopf jedes Kolbens 32 wirkenden Druck Pd. In Übereinstimmung mit dem ersten Differentialdruck ΔP1 wird die Neigung der Taumelscheibe 21 geändert. Dadurch wird der Hub der Kolben 32 und somit die Verstellung geändert.
Wie die 1 bis 4 zeigen, erstreckt eine Mittelbohrung 51 sich durch den Zylinderblock 12. Zwischen der Ausstoßkammer 39 und der Mittelbohrung 51 verläuft durch die Ventilplatte 14 ein Kanal 14a. Der Druckkanal 55 umfaßt den Kanal 14a, die Mittelbohrung 51 und den im Radiallager 27 vorhandenen Raum. Das in der Ausstoßkammer 39 vorhandene Hochdruckkühlgas wird durch den Druckkanal 55 in die Kurbelkammer 15 geleitet, um den Druck Pc in dieser zu erhöhen. Durch diese Druckerhöhung in der Kurbelkammer 15 wird der erste Differentialdruck ΔP1 erhöht und somit die Verstellung verringert.
Die Mittelbohrung 51 definiert eine Ventilkammer 52. In dieser Ventilkammer 52 ist ein Ventil V zum selektiven Öffnen und Schließen des Druckkanals 55 angeordnet. Wenn die Drehzahl N der Antriebswelle 16 einen vorbestimmten Grenzwert Nc überschreitet, öffnet das Ventil V den Druckkanal 55, wenn die Drehzahl N aber kleiner/gleich diesem Grenzwert Nc ist, wird vom Ventil V der Druckkanal 55 geschlossen.
Zum Ventil V gehört der als feste Führung dienende Ventilsitz 53. Der Ventilsitz 53 ist innerhalb der Ventilkammer 52 an der Ventilplatte 14 befestigt. Durch den Ventilsitz 53 erstreckt sich ein zur Achse L der Antriebswelle 16 ausgerichteter Ventilkammerkanal 54. Durch den Ventilkammerkanal 54 und den Kanal 14a ist die Ventilkammer 52 mit der Ausstoßkammer 39 verbunden.
Der Ventilsitz 53 ist mit einer auf die hintere Stirnseite 16a der Antriebswelle 16 gerichteten Führungsfläche 53a versehen. Die Führungsfläche 53a ist ringförmig konfiguriert und eben. Der Ventilkammerkanal 54 erstreckt sich durch die Mitte der Führungsfläche 53a. Die Führungsfläche 53a ist zur Ventilplatte 14 hin stufenförmig ausgeführt.
Aus der hinteren Stirnseite 16a der Antriebswelle 16 ragt in Achsrichtung L ein Anschlußzapfen 56. Auf dem mit einem Keilwellenprofil 56a versehenen Anschlußzapfen 56 ist eine mit einem Keilwellenprofil 57a versehene und axial bewegliche Führung 57 befestigt, welche zusammen mit der Antriebswelle 16 rotiert. Koaxial zur Führungsfläche 53a des Ventilsitzes 53 ist an der rotierenden Führung 57 eine Führungsfläche 57a vorhanden. Die Führungsfläche 57a ist kegelförmig ausgeführt. Je größer der Radius einer Bahn auf der Führungsfläche 57a der rotierenden Führung 57, desto geringer ist der Abstand dieser Bahn zur Führungsfläche 53a der festen Führung 53.
In der Ventilkammer 52 ist ein kugelförmiger Ventilkörper 58 untergebracht. Der Ventilkörper 58 kann sich entlang der Achse L bewegen, um den Ventilkammerkanal 54 zu öffnen oder zu schließen. Mit anderen Worten, der Ventilkörper 58 öffnet oder schließt den in der Ventilkammer 52 vorhandenen und zum Kurbelkammerdruckraum gehörenden Druckkanal 55. Im Raum zwischen der Führungsfläche 53a der festen Führung 53 und der Führungsfläche 57a der rotierenden Führung 57 sind mehrere Umlaufelemente oder Umlaufkugeln 59 im gleichen Abstand zueinander angeordnet. Die Mitte jeder dieser Kugeln 59 liegt auf einem Kreis mit der Achse L als Mittelpunkt. Der Winkelabstand zwischen irgendeiner dieser Kugeln 59 und der von dieser am weitesten entfernt gelegenen Kugel 59 beträgt 90° oder mehr. Die Kugeln 59 und der Ventilkörper 58 sind identisch, d. h., sie haben den gleichen Durchmesser und sind aus dem gleichen Material gefertigt.
Zwischen der Stirnfläche 16a der Antriebswelle 16 und dem Kragen 57c der rotierenden Führung 57 ist eine Druckfeder 60 angeordnet, welche die rotierende Führung 57 in Richtung Ventilsitz 53 drückt. Die Kugeln 59 sind zwischen der ebenen Fläche 53a der festen Führung 53 und der konischen Fläche 57a der rotierenden Führung angeordnet. Von der konischen Fläche 57a der rotierenden Führung 57 werden die Kugeln 59 in Achsrichtung L gegen den Ventilkörper 58 gedrückt. Das heißt, die Kugeln 59 drücken auf mehrere Oberflächenstellen des Ventilkörpers 58, wobei der Druck auf dessen Mittelpunkt 01 gerichtet ist. Der Mittelpunkt 01 liegt auf der Achse L hinter den Berührungspunkten 02 zwischen den Kugeln 59 und dem Ventilkörper 58. Durch die von den Kugeln 59 auf den Ventilkörper 58 ausgeübten Kräfte wird dieser gegen den Ventilsitz 53 gedrückt, um den Ventilkammerkanal 54 zu schließen.
Nachfolgend wird die Wirkungsweise des Kompressors beschrieben. Die Antriebswelle 16 wird von einer externen Antriebsquelle, z. B. einem Kraftfahrzeugmotor in Drehung gesetzt. Von der rotierenden Antriebswelle 16 werden der Rotor 19, der Gelenkmechanismus 25 und somit die Taumelscheibe 21 in Drehung gesetzt. Über die Gelenksteine 33 wird die Rotation der Taumelscheibe 21 in eine Hin- und Herbewegung der Kolben 32 umgewandelt. Durch die Hin- und Herbewegung jedes Kolbens 32 wird über den Ansaugkanal 40 und die Ansaugklappe 41 das in der Ansaugkammer 38 vorhandene Kühlgas in die jeweilige Zylinderbohrung 31 gesaugt. Das Kühlgas wird in den Zylindern auf einen bestimmten Druck komprimiert und durch den Ausstoßkanal 42 und die Ausstoßklappe 43 in die Ausstoßkammer 39 gedrückt.
Wenn der Kompressor nicht betrieben wird, herrscht in der Ansaugkammer 38, der Ausstoßkammer 39 und der Kurbelkammer 15 im wesentlichen der gleiche Druck. In diesem Zustand schließt der Ventilkörper 49b im Regelbventil 49 die Ventilbohrung 49c. Mit der Inbetriebnahme des Kompressors wird durch die Hin- und Herbewegung der Kolben 32 das Kühlgas komprimiert und in die Ausstoßkammer 39 gedrückt.
Bei einer hohen Temperatur im Fahrzeuginnenraum ist der Kühlungsbedarf groß und dadurch der Ansaugdruck Ps in der Ansaugkammer 38 hoch. Dagegen ist der erste Differentialdruck ΔP1 (Differenz zwischen dem in der Kurbelkammer 15 herrschenden Druck Pc und den in den Zylinderbohrungen 31 herrschenden Druck Pb) niedrig. Dadurch wird die Taumelscheibe 21 unter der in 1 dargestellten Maximalneigung gehalten und dadurch der Maximalhub jedes Kolbens 32 erreicht, so daß der Kompressor bei maximaler Verstellung arbeitet. In diesem Zustand wirkt der hohe Ansaugdruck Ps durch den Druckerfassungskanal 50 auf die Membran 49a, welche den Ventilkörper 49b gegen die Ventilbohrung 49c drückt und diese schließt. Dadurch wird der Einstellkanal 48 geschlossen. Dadurch kann das in der Ausstoßkammer 39 vorhandene stark komprimierte Kühlgas nicht in die Kurbelkammer 15 strömen.
Während des Komprimier- und Ausstoßhubs jedes Kolbens 32, bei welchem der Kolben vom unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt bewegt wird, strömt etwas Gas durch den Spalt zwischen der Kolbenaußenfläche und der Zylinderwand. Das in die Kurbelkammer 15 strömende Gas gelangt durch den Überströmkanal 47 in die Ansaugkammer 38 zurückt. Dadurch wird, unabhängig von diesem Überströmgas, in der Kurbelkammer ein geeigneter Druckpegel Pc beibehalten, so daß der Kompressor im maximalen Verstellzustand Weiterbetrieben werden kann.
Bei sinkender Temperatur im Fahrzeuginnenraum ist eine geringere Kühlung erforderlich. Dadurch sinkt der Ansaugdruck Ps in der Ansaugkammer 38. Der geringere Ansaugdruck Ps wirkt durch den Druckerfassungskanal 50 auf die Membran 49a des Regelventils 49 und verformt diese entsprechend, so daß der Ventilkörper 49b die Ventilbohrung 99c öffnet und den Durchlaßquerschnitt des Einstellkanals 48 vergrößert. Das in der Ausstoßkammer 39 vorhandene stark komprimierte Kühlgas strömt durch den Einstellkanal 48 in die Kurbelkammer 15. Die Menge des in die Kurbelkammer 15 strömenden Kühlgases ändert sich mit dem Durchlaßquerschnitt der Ventilbohrung 49c. Durch diesen Vorgang steigt der Druck Pc in der Kurbelkammer 15 und somit der erste Differentialdruck ΔP1. In Übereinstimmung mit dem ersten Differentialdruck ΔP1 wird die Taumelscheibe 21 in Richtung Minimalneigungsstellung bewegt. Dadurch wird der Hub der Kolben 32 verkürzt und die Verstellung verringert.
Bei weiter sinkender Temperatur im Fahrzeuginnenraum wird der Kühlbedarf nahezu Null. Dadurch wird der Ansaugdruck Ps in der Ansaugkammer 38 weiter verringert und der Durchlaßquerschnitt der im Regelventil 49 vorhandenen Ventilbohrung 49c auf die Maximalgröße erweitert. In diesem Zustand wird stark komprimiertes Kühlgas aus der Ausstoßkammer 39 durch den Einstellkanal 48 in die Kurbelkammer 15 gedrückt. Dadurch wird der erste Differentialdruck ΔP1 weiter erhöht und somit die Taumelscheibe 21 in die in 2 dargestellte Minimalneigungsstellung bewegt. Durch diese Taumelscheibenverschiebung wird der Hub der Kolben 32 verkürzt und somit der Kompressor im Minimalverstellungszustand betrieben.
Wenn bei arbeitendem Kompressor die Temperatur im Fahrzeuginnenraum steigt, wird eine größere Kühlleistung erforderlich. Diese größere Kühlleistung führt zum Ansteigen des Saugdrucks Ps in der Ansaugkammer 38. Der gestiegene Ansaugdruck Ps wirkt durch den Druckerfassungskanal 50 auf die Membran 49c des Regelventils 49, welche sich in Übereinstimmung mit dem Druck Ps verformt und den Ventilkörper 49b in Richtung Ventilbohrung 49c drückt, so daß der Durchlaßquer schnitt des Einstellkanals 48 verkleinert wird. Dadurch wird die Menge des aus der Ausstoßkammer 39 durch den Einstellkanal 48 in die Kurbelkammer 15 strömenden Gases verringert, so daß der Druck Pc in der Kurbelkammer 15 und somit der erste Differentialdruck ΔP1 sinkt. In Übereinstimmung mit dem ersten Differentialdruck ΔP1 wird die Taumelscheibe 21 in Richtung Maximalneigungsstellung bewegt. Dadurch wird der Hub der Kolben 32 verlängert und die Verstellung vergrößert.
Bei weiter steigender Temperatur im Fahrzeuginnenraum und somit größerem Kühlbedarf steigt der Ansaugdruck Ps in der Ansaugkammer 38. Der steigende Ansaugdruck Ps wirkt durch den Druckerfassungskanal 50 auf die Membran 49a des Regelventils 49, welche die Ventilbohrung 49c oder den Einstellkanal 48 schließt. Dadurch wird das Strömen von stark komprimiertem Kühlgas aus der Ausstoßkammer 39 in die Kurbelkammer 15 unterbrochen. Das in der Kurbelkammer 15 vorhandene Kühlgas strömt durch den Überströmkanal 47 in die Ansaugkammer 38. Dadurch wird der Druck Pc in der Kurbelkammer 15 abgebaut und der Unterschied zum Ansaugdruck Ps in der Ansaugkammer 38 gering. Bei diesem Vorgang sinkt der erste Differentialdruck ΔP1, so daß die Taumelscheibe 21 zur Maximalneigungsstellung bewegt wird. Dadurch wird der Hub der Kolben 32 verlängert und der Kompressor im maximalen Verstellzustand betrieben.
Bei diesem verstellbaren Taumelscheibenkompressor wird vom Regelventil 49 der Druck Pc in der Kurbelkammer 15 in Übereinstimmung mit dem Kühlbedarf geregelt oder der Ansaugdruck Ps auf einem konstanten Wert gehalten.
Wie die 1 und 3 zeigen, schließt der Ventilkörper 58 die Ventilkammeröffnung 54 des Ventils V und den Druckkanal 55, wenn die Antriebswelle 16 unter Normalbedingungen rotiert.
Bei Kompressorbetrieb rotiert die Führung 57 zusammen mit der Antriebswelle 16. Das heißt, die Führungsfläche 57a der rotierenden Führung 57 dreht sich relativ zur Führungsfläche 53a des Ventilsitzes 53. Da die Kugeln 59 zwischen den beiden Führungsflächen 53a und 57a angeordnet sind, werden diese von der rotierenden Führung 57 um die Achse L der Antriebswelle 16 gerollt. Durch die auf die rollenden Kugeln 59 wirkende Zentrifugalkraft wird der Umlaufradius der Kugeln vergrößert.
Bei einer geringen Drehzahl N der Antriebswelle 16 wirkt nur eine geringe Zentrifugalkraft auf die Kugeln 59. In diesem Fall werden durch die Kraft der Druckfeder 60 die Kugeln 59 in Richtung Achse L der Antriebswelle und gegen den Ventilkörper 58 gedrückt. Dadurch wird die Verschiebung der Kugeln 59 in Achsrichtung L begrenzt und deren Rollbewegung um die Achse L stabilisiert.
Die konische Fläche der rotierenden Führung 57a ist zur Achse L hin geneigt und wirkt der auf die Kugeln 59 ausgeübten Zentrifugalkraft entgegen. Eine Komponente der auf die Kugeln 59 wirkenden Zentrifugalkraft drückt die Führung 57 gegen die Kraft der Feder 60 nach hinten. Dadurch wird im Gegensatz zum Fall der nicht rotierenden Antriebswelle die Kraft, welche auf den die Ventilkammerbohrung 54 schließenden Ventilkörper 58 wirkt, verringert. Das heißt, mit steigender Drehzahl der Antriebswelle 16 wird die Schließkraft verringert.
Beim Weiterbetreiben des Kompressors steigt der Druck Pd in der Ausstoßkammer 39 über den Druck Pc in der zum Kurbel druckraum gehörenden Ventilkammer 52. Der Unterschied zwischen dem Druck Pd in der Ausstoßkammer 39 und dem Druck Pc in der Ventilkammer 52, d. h. der zweite Differentialdruck ΔP2, wirkt bei arbeitendem Kompressor so auf den Ventilkörper 58, daß dieser die Ventilkammerbohrung 54 öffnet. Mit steigender Drehzahl N der Antriebswelle 16, welche zu einer Erhöhung des Drucks Pd in der Ausstoßkammer 39 führt, oder bei steigendem Druck in der Ausstoßkammer 39 infolge unzureichender Kühlwirkung des Kondensators, wird diese Kraft verstärkt (nicht dargestellt).
Demzufolge wird bei Kompressorbetrieb das Öffnen des Druckkanals 55 durch den Ventilkörper 58 in Übereinstimmung mit der Änderung der Drehzahl N der Antriebswelle 16 und dem zweiten Differentialdruck ΔP2 bestimmt. Das ist auf das sich ändernde Gleichgewicht zwischen der den Ventilkammerkanal 54 schließenden Kraft und der den Ventilkammerkanal 54 öffnenden Kraft zurückzuführen.
Mit anderen Worten, der Pegel des zum Öffnen des Ventilkammerkanals 54 erforderlichen zweiten Differentialdruckes ΔP2 verringert sich mit steigender Drehzahl der Antriebswelle 16. Andererseits wird bei steigendem zweiten Differentialdruck ΔP2 (d. h. bei steigendem Druck in der Ausstoßkammer 39) die Drehzahl N der Antriebswelle 16, welche den Druckkörper 58 zum Öffnen des Ventilkammerkanals 54 veranlaßt, geringer. 6 zeigt in Diagrammform die Charakteristik des Ventils V. Auf der Abszisse ist die Drehzahl N und auf der Ordinate der zweite Differentialdruck ΔP2 aufgetragen. Der zweite Differentialdruck ΔP2, welcher das Öffnen des Ventils V bei der Drehzahl N gleich Null bewirkt, ist als ΔP_max, und die Drehzahl N, welche das Öffnen des Ventils beim zweiten Differentialdruck ΔP2 gleich Null bewirkt, als N_max definiert. Die Grenzwerte , bei welchen der Ventilkörper 58 den Ventilkammerkanal 54 öffnen soll, liegen auf der Grenzwertkurve 110 als Verbindungslinie zwischen ΔP_max und N_max. Die durch die Schraffur gekennzeichnete Zone 111 (welche die durch Rechtecke gekennzeichnete Fläche 112 einschließt) ist der Bereich, in welchem des Ventil V geöffnet wird. Die Zone 110 auf der anderen Seite der Kurve (welche die durch Quadrate gekennzeichnete Fläche 113 einschließt) ist der Bereich, in welchem das Ventil geschlossen bleibt.
Wenn der Ventilkörper 58 den Ventilkammerkanal 54 öffnet, wird durch den Druckkanal 55 Gas aus der Ausstoßkammer 39 in die Kurbelkammer 15 gezogen. Dadurch steigt der Druck in der Kurbelkammer 15 und somit der erste Differentialdruck ΔP1, so daß die Verstellung verringert wird. Die geringere Verstellung führt dazu, daß die Kompressionsbelastung des Kompressors verringert und ein vorzeitiger Verschleiß der beweglichen Teile wie der Lager 20, 27, 45, der Dichtung 18, der Taumelscheibe 21, der Gelenksteine 33 und der Kolben 32 verhindert wird.
Wenn bei geöffnetem Ventil V, dargestellt in 4, die Drehzahl N der Antriebswelle 16 steigt, werden durch die größere Zentrifugalkraft die Kugeln 59 entlang der Führungsflächen 53a und 57a nach außen gedrückt. Die Wand der Mittenbohrung 51 beschränkt jedoch den Umlaufradius der Kugeln 59, so daß diese im Bereich der Führungsflächen 53a und 57a bleiben.
Wenn bei geöffnetem Ventilkammerkanal 54 die Drehzahl N der Antriebswelle 16 und der zweite Differentialdruck ΔP2 unter den durch die Grenzwertkurve (6) festgelegten jeweiligen Grenzwert fallen, sinkt die auf den Ventilkörper 58 in Richtung Öffnen des Ventilkammerkanals 54 wirkende Kraft un ter die zum Schließen erforderliche Kraft. Dadurch drückt die Feder 60 die rotierende Führung 57 in Richtung Ventilsitz 53 und verringert somit den Abstand zwischen den beiden Führungsflächen 57a, 53a. Dabei werden die Kugeln 59 entlang der konischen Fläche 57a der rotierenden Führung 57 nach innen geschoben, so daß deren Umlaufradius verringert und der Ventilkörper 58 zum Schließen des Ventilkammerkanals 54 gegen den Ventilsitz 53 gedrückt wird. Mit dem Schließen des Ventilkammerkanals 54 wird das Strömen von Gas aus der Ausstoßkammer 39 durch den Druckkanal 55 in die Kurbelkammer 15 unterbrochen. In diesem Zustand wird von dem die Durchlaßfläche des Einstellkanals 48 regelnden Regelventil 49 die Verstellung geändert.
Nachfolgend werden die Vorteile der ersten Ausführungsform beschrieben.

(1) Bei der ersten Ausführungsform ist das Ventil V in dem die Ausstoßkammer 39 mit der Kurbelkammer 15 verbindenden Druckkanal 55 angeordnet und öffnet diesen, wenn die Drehzahl N der Antriebswelle 16 den durch die Grenzwertkurve 110 (6) definierten Grenzwert überschreitet. Wenn die Drehzahl N der Antriebswelle 16 bei großer Verstellung des Kompressors überschritten wird, öffnet das Ventil V den Druckkanal 55, so daß durch diesen Gas aus der Ausstoßkammer 39 in die Kurbelkammer 15 strömen kann und der Druck in dieser steigt. Dadurch werden die Verstellung und die Kompressionsbelastung des Kompressors sowie der auf die beweglichen und Reibung ausgesetzten Komponenten wirkende Druck verringert. Das heißt, der Pv-Wert der beweglichen Elemente sinkt, so daß die Lebensdauer des Kompressors verlängert wird.
(2) Das Ventil V ist zwischen der hinteren Stirnseite der Antriebswelle 16 und der Ventilplatte 14 angeordnet. Dadurch wird der offene Raum hinter der Stirnseite der Antriebswelle 16 oder die Mittelbohrung 51 effektiv genutzt und eine Beeinträchtigung des Ventils durch andere Komponenten verhindert. Außerdem ist zum Unterbringen des Ventils V eine Vergrößerung des Kompressors nicht erforderlich.
(3) Die während der Rotation der Antriebswelle 16 durch die Zentrifugalkraft belasteten Kugeln 59 sind im gleichen Abstand zueinander um die Achse L angeordnet. Diese Gleichgewichtsanordnung der Kugeln 59 ermöglicht eine glatte Kompressionsbewegung, eliminiert Schwingungen und hält den Antriebskomfort des Fahrzeugs bei.
(4) Wie die in 6 dargestellte Grenzwertkurve 110 zeigt, öffnet der Ventilkörper 58 den Ventilkammerkanal 54 bei geringerem zweiten Differentialdruck ΔP2 und höherer Drehzahl N der Antriebswelle 16 bzw. bei höherem zweiten Differentialdruck ΔP2 und geringerer Drehzahl N der Antriebswelle 16. Bei dem im US-Patent 4,872,814 offenbarten Kompressor bleibt der Grenzwert Nc der Antriebswellendrehzahl N, bei welcher das Ventil öffnet, konstant, angedeutet durch die vertikale Linie 107. Bei dieser Ausführungsform verändert die Drehzahl N, welche den Öffnungszeitpunkt des Ventils V bestimmt, sich in Übereinstimmung mit dem zweiten Differentialdruck ΔP2, wie aus der Grenzwertkurve 110 ersichtlich ist. Bei dem im US-Patent 4,872,814 offenbarten Kompressor bleibt der Grenzwert des zweiten Differentialdrucks ΔP2, bei welchem das Ventil V öffnet, konstant, angedeutet durch die horizontale Linie 108. Bei dieser Ausführungsform ändert der Grenzwert des zweiten Differentialdrucks ΔP2 sich aber in Übereinstimmung mit der Antriebswellendrehzahl N. Dadurch wird bei hoher Antriebswellendrehzahl N und hohem Druck Pd in der Ausstoßkammer verhindert, daß der Kompressor bei großer Verstellung arbeitet. Mit anderen Worten, wenn der zweite Differentialdruck ΔP2 und die Antriebswellendrehzahl N innerhalb der in 6 angedeuteten dreieckigen Zone 112 liegen, wird das Betreiben des Kompressors verhindert. Gemäß dem Stand der Technik mußte selbst bei geringer Antriebswellendrehzahl N der Grenzwert ΔPc des zweiten Differentialdrucks ΔP2 auf eine geringe Größe eingestellt werden. Bei dieser Ausführungsform ist aber bei geringen Drehzahlen N der zum Öffnen des Ventils V erforderliche zweite Differentialdruck ΔP2 höher. Demzufolge wird in dem Fall, daß der den zweiten Differentialdruck ΔP2 und die Drehzahl N repräsentierende Punkt zwischen der horizontalen Linie 108 und der Grenzwertkurve 110 liegt, das Ventil V nicht geöffnet. Mit anderen Worten, bei geringem zweiten Differentialdruck ΔP2 öffnet das Ventil V nicht. Dadurch wird in dem Fall, daß der Kompressor bei niedrigen Drehzahlen arbeitet, eine unnötige Verringerung der Verstellung verhindert. Das heißt, auf Forderungen hinsichtlich Kühlung reagiert der Kompressor angemessen und übt somit einen gewissen Selbstschutz aus.
(5) Die Kugeln 59 rollen während der Rotation der Antriebswelle 16 in eine Richtung, d. h. glatt auf den beiden Flächen 53a , 57a. Dadurch wird der Umlaufradius der Kugeln 59 bezüglich der Achse L problemlos verändert. Da die Kugeln 59 keinen Richtungsbeschränkungen unterliegen, können diese beim Zusammenbau des Kompressors auf einfache Weise eingesetzt werden.
(6) Der Ventilkörper 58 ist auch kugelförmig ausgeführt und kann somit ebenfalls auf einfache Weise eingesetzt werden.
(7) Der Ventilkörper 58 und die Kugeln 59 haben identische Kugelform, so daß diese untereinander austauschbar sind und der Zusammenbau des Kompressors vereinfacht wird.

(Zweite Ausführungsform)
Nachfolgend wird in Verbindung mit den 7 bis 9 eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wie 7 zeigt, ist im Überströmkanal 47 ein Verstellungsregelventil 61 angeordnet. Das Verstellungsregelventil 61 vergrößert den Durchlaßquerschnitt des Überströmkanals 47, wenn der Ansaugdruck einen bestimmten Wert überschreitet. Das heißt, daß in einem solchen Fall Gas aus der Kurbelkammer 15 durch den Überströmkanal 47 in die Ansaugkammer 38 strömt. Durch Verringerung des Drucks in der Kurbelkammer 15 wird die Taumelscheibe 21 in Richtung Maximalneigungsstellung bewegt und dadurch der Hub der Kolben 32 verlängert. Wenn der Ansaugdruck unter einen bestimmten Wert sinkt, verringert das Regelventil 61 den Durchlaßquerschnitt des Überströmkanals 47. Dadurch wird Kühlgas aus der Ausstoßkammer 39 durch den Einstellkanal 48 in die Kurbelkammer 15 gesaugt. Der Druckanstieg in der Kurbelkammer 15 bewirkt ein Verschieben der Taumelscheibe 21 zur Minimalneigungsstellung und somit eine Verkürzung des Hubs der Kolben 32.
Der Überströmkanal 47 dient auch als Druckentspannungskanal, in welchem das Ventil V angeordnet ist. Wie 7 zeigt, ist zwischen der Kurbelkammer 15 und dem im Überströmkanal angeordneten Regelventil 61 eine Ventilkammer definiert. Die im Radiallager 27 vorhandenen Räume verbinden die Kurbelkammer 15 mit der Ventilkammer 52. Der Einstellkanal 48 erstreckt sich durch den Zylinderblock 12 und ermöglicht ein kontinuierliches Strömen von Gas aus der Ausstoßkammer 39 in die Kurbelkammer 15.
Ein als feste Führung dienender Ventilkörper 62 ist in der Ventilkammer 52 angeordnet und wird von einer als Druckvorrichtung dienenden Feder 63 gestützt. Der Ventilkörper 62 kann sich axial bewegen und den Ventilkammerkanal 54 selektiv öffnen und schließen. Die Druckfeder 63 drückt den Ventilkörper 62 vom Ventilkammerkanal 54 weg. Die Ventilkammer 52 ist über den Ventilkammerkanal 54 und einen durch die Ventilplatte 14 und das hintere Gehäuse 13 sich erstreckenden Kanal 64 mit der Ansaugkammer 38 verbunden.
Der feste Ventilkörper 62 ist mit einer der hinteren Stirnseite 16a der Antriebswelle 16 zugekehrten ringförmigen Fläche versehen. Koaxial zur Achse L erstreckt eine kugelförmige Wulst 62b sich aus der vorderen Stirnseite des Ventilkörpers 62. Die hintere Stirnseite 62c des Ventilkörpers 62 ist als Dichtfläche ausgeführt.
An der hinteren Stirnseite 16a der Antriebswelle 16 ist um die Achse L eine konische Fläche 16b definiert, welche der Führungsfläche 62a des Ventilkörpers gegenüberliegt. Die Antriebswelle 16 dient als rotierende Führung. Durch die Kraft der Druckfeder 63 werden die Kugeln 59 zwischen der Führungsfläche 62a des festen Ventilkörpers 62 und der Führungsfläche 16b der Antriebswelle 16 gehalten. Die Kugeln 59 gleiten auf der konischen Führungsfläche 16b in Richtung Achse L, bis sie die kugelförmige Wulst 62b berühren.
Während des Kompressorbetriebs wird durch die rotierende Antriebswelle 16 eine Zentrifugalkraft auf die Kugeln 59 ausgeübt, welche deren Umlaufradius vergrößert. Mit Vergrößerung des Umlaufradius der Kugeln 59 auf der konischen Füh rungsfläche 16b drücken diese den Ventilkörper 62 gegen den Ventilkammerkanal 54 und spannen dabei die Druckfeder 63.
Daß Ventil V ist so angeordnet, daß es unter Normalbedingungen den Überströmkanal 47 geöffnet hält. Das heißt, der Differentialdruck übt keine Wirkung auf den Ventilkörper 62 aus. Wenn die Antriebswellendrehzahl N den vorbestimmten Grenzwert Nc erreicht, wird unabhängig vom Differentialdruck das Ventil V geschlossen.
Wenn das Fahrzeug beschleunigt und der feste Grenzwert Nc überschritten wird, erfolgt ein Verschieben des Ventilkörpers 62 in Richtung Ventilplatte 14, bis dessen Dichtfläche 62c den Ventilkammerkanal 54 schließt. Dadurch wird das Strömen von Gas aus der Kurbelkammer 15 in die Ansaugkammer 38 unterbrochen. Aus der Ausstoßkammer 39 gelangt aber weiterhin stark komprimiertes Kühlgas durch den Einstellkanal 48 in die Kurbelkammer 15, welches den Druck in dieser erhöht und die Verstellung verringert. Dadurch sinkt die Kompressorbelastung, so daß ein Verschleißen der Kompressorkomponenten durch erhöhte Reibung verhindert und der Fahrkomfort verbessert wird.
Wenn bei geschlossenem Ventilkammerkanal 54 die Drehzahl N unter den Grenzwert Nc fällt, wird die auf die Kugeln 59 wirkende Zentrifugalkraft verringert und dadurch deren Umlaufradius verkleinert. Dabei drückt die Feder 63 den Ventilkörper 62 in Richtung Antriebswelle 16 und öffnet den Ventilkammerkanal 54. In diesem Zustand wird in Übereinstimmung mit dem Durchlaßquerschnitt des vom Regelventil 61 geöffneten Überströmkanals 47 die Verstellung geändert.
Die zweite Ausführungsform weist außer den Vorteilen (1) bis (3) der ersten Ausführungsform die nachfolgend beschriebenen Vorteile auf.

(1) Bei dieser Ausführungsform ist das Ventil V in dem die Kurbelkammer 15 mit der Ansaugkammer 38 verbindenden Überströmkanal 47 angeordnet. Dadurch ist ein Druckentspannungskanal ausschließlich für diesen Zweck nicht erforderlich, so daß ein einfacherer Aufbau des Kompressors sich ergibt. Mit anderen Worten, der Ventilkörper 62 hält unter Normalbedingungen (d. h., wenn die Drehzahl N der Antriebswelle 16 unter dem Grenzwert Nc liegt) den Ventilkammerkanal 54 geöffnet und beeinflußt das Einstellen des Durchlaßquerschnitts des Überströmkanals 47 durch das Regelventil 61 in keiner Weise.
(2) Wenn die Kugeln 59 um die Achse L eine Umlaufbewegung durchführen, wird von diesen der Ventilkörper 62 in Drehung gesetzt. Die Feder 63 ermöglicht die Rotation des Ventilkörpers 62. Wenn, wie in 8 dargestellt, der Ventilkörper 62 den Ventilkammerkanal 54 öffnet, entsteht ein Spalt zwischen diesem und der Ventilplatte 14. Da in diesem Fall zwischen dem Ventilkörper 62 und der Ventilplatte 14 kein Widerstand vorhanden ist, wird die Rotation der Antriebswelle 16 nicht negativ beeinflußt. Mit anderen Worten, unter Normalbedingungen berühren der Ventilkörper 62 die Ventilplatte 14 einander nicht und beeinflussen demzufolge auch die Rotation der Antriebswelle nicht negativ. Dadurch wird ein glatter Kompressionsablauf gewährleistet und der Fahrkomfort beibehalten.
(3) Die Dichtfläche 62c des Ventilkörpers 62 legt sich gegen die Ventilplatte 14 und schließt den Ventilkammerkanal 54, so daß ein Austreten von Kühlgas verhindert wird. Dadurch wird die gewünschte Verringerung der Verstellung erreicht.
(4) Der Ventilkörper 62 dient als feste Führung. Dadurch wird die Anzahl an Komponenten verringert und der Aufbau des Kompressors vereinfacht.
(5) Die am Ventilkörper 62 vorhandene kugelförmige Wulst dient bei geringer Drehzahl N der Antriebselle 16 als Anschlag für die Kugeln 59 in Richtung Achse L.
(6) Die Antriebswelle 16 ist an der hinteren Stirnseite 16a mit der Führungsfläche 16b versehen. Dadurch werden Elemente zum Kuppeln der rotierenden Führung mit der Antriebswelle 16 nicht erforderlich. Das vereinfacht den Aufbau des Kompressors noch weiter.

(Dritte Ausführungsform)
Nachfolgend wird in Verbindung mit 10 eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Bei dieser Ausführungsform ist die Führungsfläche 57a der rotierenden Führung 57 eben, die Führungsfläche 53a des Ventilsitzes 53 konisch ausgeführt. Wenn die Antriebswelle 16 während des Rotierens leicht vibriert, wird die Führungsfläche 57a im rechten Winkel zur Achse L ausgelenkt. Dabei führen die Kugeln 59 weiterhin eine Umlaufbewegung um den gleichen Mittelpunkt (Achse L) durch. Das genaue Umlaufen der Kugeln 59 um die Achse L bewirkt stabiles Öffnen und Schließen des Ventilkammerkanals 54 mit dem Ventilkörper 58.
(Vierte Ausführungsform)
Nachfolgend wird in Verbindung mit 11 eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Bei dieser Ausführungsform wird anstatt eines einzelnen Ventilkörpers 58 ein aus zwei Teilen zusammengesetztes Ventil 65 verwendet. Das heißt, das Ventil 65 ist aus einer den Ventilkammerkanal 54 öffnenden und schließenden Platte 65a und einem zwischen der Platte 65a und den Kugeln 59 angeordneten Kugelkörper 65b zusammengesetzt. Die Platte 65a ist mit einer Dichtfläche 65c versehen, welche sich um den Ventilkammerkanal 54 gegen die Platte 14 legt.
Die Vorteile der vierten Ausführungsform werden nachfolgend beschrieben.

(1) Wenn durch die Rotation der Antriebswelle 16 die Kugeln 59 eine Umlaufbewegung um die Achse L durchführen und dabei der Ventilkörper 65 den Ventilkammerkanal 54 geschlossen hält, folgt der Kugelkörper 65b der Umlaufbewegung der Kugeln 59 und rotiert um die Achse L. Dabei ist eine Punktberührung zwischen dem Kugelkörper 65b und der kreisförmigen Platte 65a zu verzeichnen. Demzufolge wird die Platte 65a vom Kugelkörper 65b nicht in Drehung gesetzt. Dadurch werden zwischen der kreisförmigen Platte 65a und der Ventilplatte 14 keine die Rotation der Antriebswelle 16 beeinträchtigenden Kräfte erzeugt.
(2) Die Dichtfläche 65c der kreisförmigen Platte 65a legt sich gegen die Ventilplatte 14 und schließt den Ventilkammerkanal 54. Unter Normalbedingungen (wenn der Punkt, welcher die Drehzahl N der Antriebswelle 16 und den zweiten Differentialdruck ΔP2 repräsentiert, unterhalb der in 6 dargestellten Grenzwertkurve 110 liegt) bleibt der Ventilkammerkanal 54 dicht geschlossen. Dadurch wird ein Strömen von Gas aus der Ausstoßkammer durch den Druckkanal 55 in die Kurbelkammer 15 verhindert. Somit wird vom Regelventil 49 die Verstellung exakt geregelt.

(Fünfte Ausführungsform)
Nachfolgend wird in Verbindung mit 12 eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Bei dieser Ausführungsform unterscheidet die Größe (der Durch messer) der Umlaufkugeln 59 sich von der (dem) des Ventilkörpers 58. Außerdem wurde bei dieser Ausführungsform der Ventilsitz 53 eliminiert. Der Ventilkammerkanal 54 ist in der Ventilplatte 14 an der Stelle definiert, welche der Ventilkammer 52 entspricht. Um den in der Ventilplatte 14 vorhandenen Ventilkammerkanal 54 ist eine Führungsfläche 14b definiert. Mit anderen Worten, die Ventilplatte 14 dient als feste Führung. Dadurch wird die Anzahl an Kompressorkomponenten verringert und der Aufbau des Kompressors vereinfacht.
(Sechste Ausführungsform)
Nachfolgend wird in Verbindung mit den 13 und 14 eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wie bei der fünften Ausführungsform dient bei dieser Ausführungsform die Ventilplatte 14 als feste Führung. Die rotierende Führung 66 ist generell konisch ausgeführt (Trompetenform) und zur Ventilplatte 14 hin geöffnet. Die rotierende Führung 66 ist an einer Verbindungsstange 56 befestigt. Auf der zur Ventilplatte 14 gerichteten konischen Innenfläche der rotierenden Führung 66 ist um die Achse L eine ringförmige Führungsfläche 66a definiert. Die rotierende Führung 66 ist aus Kunstharz gefertigt und elastisch. Durch elastische Verformung der rotierenden Führung 66 wird deren Durchmesser vergrößert. Die rotierende Führung 66 kann auch aus einem dünnen Metall gefertigt werden.
Die ringförmige Führungsfläche 66a der rotierenden Führung 66 wird gegen die Kugeln 59 gedrückt und dadurch elastisch verformt. Dabei werden die Kugeln 59 zwischen der Führungsfläche 14b der als feste Führung dienenden Ventilplatte 14 und der ringförmigen Führungsfläche 66a gehalten. Die ringförmige Führungsfläche 66a drückt die Kugeln 59 in Richtung Achse L gegen den Ventilkörper 58 und diesen somit gegen die Ventilplatte 14, um den Ventilkammerkanal 54 zu schließen. Mit anderen Worten, bei dieser Ausführungsform dient die rotierende Führung 66 als Druckelement.
Wenn beim Beschleunigen des Fahrzeugs die Drehzahl N der Antriebswelle 16 die Grenzwertkurve 110 überschreitet, wird durch die auf die Kugeln 59 wirkende große Zentrifugalkraft deren Umlaufdurchmesser vergrößert. Dadurch wird die Rückseite der rotierenden Führung 66 verformt und so geweitet, daß die ringförmige Führungsfläche 66a sich von der Führungsfläche 14b weg bewegt. Das führt dazu, daß auf den Ventilkörper 58 eine Kraft wirkt, welche größer ist als die zum Schließen des Ventilkammerkanals 54 erforderliche. Durch diese Kraft wird der Ventilkörper 58 in Richtung Antriebswelle gedrückt und somit der Ventilkammeerkanal 54 geöffnet.
Wenn bei Normalbetrieb des Kompressors (d. h., wenn die Drehzahl N unter der Grenzwertkurve 110 liegt) der zweite Differentialdruck ΔP2 die Grenzwertkurve 110 überschreitet, wirkt auf den Ventilkörper 58 eine Kraft, welche diesen in Richtung Antriebswelle 16 drückt und dadurch den Ventilkammerkanal 54 öffnet.
Wenn bei geöffnetem Ventilkammerkanal 54 der die Drehzahl N und den zweiten Differentialdruck ΔP2 repräsentierende Punkt unter die Grenzwertkurve 110 fällt, wirkt auf den Ventilkörper 58 eine Kraft, welche größer ist als die zum Öffnen des Ventilkammerkanals 54 erforderliche. Dadurch wird der Durchmesser an der Rückseite der rotierenden Führung 66 kleiner, so daß die rotierende Führung 66 in die Ausgangslage zurückkehrt und dabei der Abstand zwischen den Führungsflächen 66a und 14b sich verringert. Dadurch wird der Umlaufradius der Kugeln 59 geringer und vom Ventilkörper 58 der Ventilkammerkanal 54 geschlossen.
Bei dieser Ausführungsform dient die rotierende elastische Führung 66 auch als Druckelement, wodurch der Aufbau des Kompressors vereinfacht wird.
(Siebente Ausführungsform)
Nachfolgend wird in Verbindung mit den 15 und 16 eine siebente Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Bei dieser Ausführungsform ist die rotierende Führung 57 ähnlich konfiguriert wie die bei der ersten Ausführungsform verwendete. Auf der Ventilplatte 14 ist auf gleiche Weise wie bei der fünften Ausführungsform eine feste Führung definiert. Im Überströmkanal 47 zwischen dem Verstellungsregelventil 61 und der Ansaugkammer 38 ist eine Aufnahmekammer 68 ähnlich der bei der zweiten Ausführungsform vorhandenen Ventilkammer 52 angeordnet. Durch die Ventilplatte 14 erstreckt sich koaxial zur Achse L ein Ansaugkammerkanal 69. Die Ansaugkammer 38 und die Aufnahmekammer 68 sind durch den Ansaugkammerkanal 69 miteinander verbunden.
Der Ventilkörper 67 ist aus einem in der Ansaugkammer 38 angeordneten Hauptelement 67a, einem in der Aufnahmekammer 69 angeordneten Kontaktelement 67b und einer durch den Ansaugkammerkanal 69 sich erstreckenden Stange 67c als integrales Verbindungselement zwischen dem Hauptelement 67a und dem Kontaktelement 67b zusammengesetzt. Das Hauptelement 67a ist kugelförmig gestaltet. Das Kontaktelement 67b ist als Kegel 67d gestaltet, dessen Durchmesser sich in Richtung Antriebswelle 16 verjüngt. In der Ansaugkammer 38 ist eine das Hauptelement 67a gegen die Ventilplatte 14 drückende und den Ansaugkammerkanal 69 schließende Feder 70 angeordnet. Durch die Berührung wischen dem Kegel 67d und den Umlaufkugeln 59 wird die Bewegung des Kontaktelements 67b in Richtung Antriebswelle 16 beschränkt. Wie 15 zeigt, hält unter Normalbedingungen das Hauptelement 67a den Ansaugkammerkanal 69 geöffnet.
Wenn in dem in 15 dargestellten Zustand die Drehzahl N der Antriebswelle 16 den festen Grenzwert Nc überschreitet, wird durch die auf die Umlaufkugeln 59 wirkende Zentrifugalkraft deren Umlaufradius vergrößert. Dadurch ermöglichen die Umlaufkugeln 59 eine Verschiebung der rotierenden Führung 57 in Richtung Antriebswelle 16, wobei die Führungsfläche 57a von der Führungsfläche 14b weg bewegt und die Feder 60 gespannt wird. Bei diesem Vorgang drückt die Feder 70 den Ventilkörper 67 in Richtung Antriebswelle 16, bis das Hauptelement 67a die Ventilplatte 14 berührt und den Ansaugkammerkanal 69 schließt, dargestellt in 16.
Wenn bei geschlossenem Ansaugkammerkanal 69 die Drehzahl N der Antriebswelle 16 unter den festen Grenzwert Nc absinkt, wird die auf die Umlaufkugeln 59 wirkende Zentrifugalkraft abgebaut. Dadurch drückt die gespannte Feder 60 die rotierende Führung 57 in Richtung Ventilplatte 14, so daß die Führungsfläche 57a sich der Führungsfläche 14b wieder nähert und der Umlaufradius der Kugeln 59 verkleinert wird. Durch den kleiner werden Umlaufradius wird der Ventilkörper 67 und somit das Kontaktelement 67b gegen die Kraft der Feder 70 in Richtung Ventilplatte 14 gedrückt, bis das Hauptelement 67a den Ansaugkammerkanal 69 schließt.
Die Vorteile (1) bis (3) der ersten Ausführungsform und die Vorteile (1) und (2) der zweiten Ausführungsform werden auch mit der siebenten Ausführungsform erreicht.
(Achte Ausführungsform)
Nachfolgend wird in Verbindung mit 17 eine achte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Wie 17 zeigt, ist der Ventilkörper 71 aus einer Kugel 72 und einem zwischen dieser und den Umlaufkugeln 59 angeordneten Distanzring 73 zusammengesetzt. Der Durchmesser der Kugel 72 ist kleiner als der Durchmesser der Kugeln 59. Der Distanzring 73 ist konisch ausgeführt, wobei dessen Durchmesser sich in Richtung Antriebswelle 16 verjüngt. Die Kugeln 59 berühren die konische Fläche 73a. Die hintere Stirnseite des Distanzrings 73 ist mittig mit einem Rücksprung 74 versehen. Die Bodenfläche 74a der Vertiefung 74 erstreckt sich rechwinklig zur Achse L. Die Kugel 72 sitzt locker im Rücksprung 74, ragt etwas aus diesem und berührt dessen Bodenfläche 74a punktförmig. Der aus dem Rücksprung 74 ragende Teil der Kugel 72 wird zum Öffnen und Schließen des Ventilkammerkanals 54 verwendet.
Die achte Ausführungsform weist neben den Vorteilen (1) bis (5) der ersten Ausführungsform noch die nachfolgend beschriebenen Vorteile auf.

(1) Der Rücksprung 74 im Distanzring 73 kann eliminiert und durch eine auf den Ventilkammerkanals 54 gerichtete kugelförmige Wulst ersetzt werden. Diese kugelförmige Wulst muß aber äußerst präzise bearbeitet werden, um den Ventilkammerkanal 54 dicht zu schließen. Wenn durch den Ventilkammerkanal 54 Kühlgas strömt, wird die vom Regelventil 49 bewirkte Verstellung ungenau. Bei dieser Ausführungsform sind die Kugel 72 und der Distanzring des Ventilkörpers 71 separat gefertigt. Das erleichtert eine dimensionsgenaue Fertigung der Kugel 72 und gewährleistet sicheres Schließen des Ventilkammerkanals 54. Der Distanzring 73 ermöglicht die Verwendung einer kleineren Kugel 72. Mit anderen Worten, der Distanzring 73 ermöglicht das Schließen des Ventilkammerkanals 54 mit der kleinen Ku gel 72 bei nur geringer Verschiebung der Kugeln 59 in Richtung Achse L.
(2) Die Kugel 72 sitzt locker im Rücksprung 74. Das ermöglich ein Verschieben des Distanzrings 73 rechtwinklig zur Achse L. Die bei Normalbetrieb des Kompressors erzeugten leichten Schwingungen der Antriebswelle 15, der Kugeln 59 und des Distanzrings 73 werden durch das mögliche Verschieben des Distanzrings 73 absorbiert. Dadurch wird der Ventilsitz 53 nicht zusätzlich belastet und somit nicht beschädigt, so daß durch den von der Kugel 72 dicht geschlossenen Ventilkammerkanal 54 kein Kühlgas austreten und eine exakte Regelung der Verstellung mit dem Regelventil 49 gewährleistet werden kann.
(3) Bei Normalbetrieb des Kompressors folgt der Distanzring 73 der Umlaufbewegung der Kugeln 59 und rotiert um die Achse L. Die Kugel 72 hat im Rücksprung 74 jedoch ein bestimmtes Spiel. Außerdem berührt die Kugel 72 den Boden 74a des Rücksprungs 74 punktförmig, so daß diese der Rotation des Distanzrings 73 nicht folgt. Dadurch entsteht an der Berührungsstelle zwischen der Kugel 72 und dem Ventilsitz 53 keine Kraft, welche gleichmäßiges Rotieren der Antriebswelle 16 verhindert.

(Neunte Ausführungsform)
Nachfolgend wird in Verbindung mit den 18 und 19 eine neunte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Diese Ausführungsform ist ähnlich der achten Ausführungsform, unterscheidet sich von dieser nur darin, daß außer der als erstes Druckelement dienenden Druckfeder 60 eine als zweites Druckelement dienende Druckfeder 75 verwendet wird. Die Feder 75 drückt den Ventilkörper 71 in Richtung Antriebswelle, um den Ventilkammerkanal 54 zu öffnen.
An der Ventilplatte 14 ist im Ventilkammerkanal 54 ein Federsitz 76 vorhanden. Die Feder 75 ist zwischen der Kugel 72 und dem Federsitz 76 angeordnet und drückt den Distanzring gegen die Kugeln 59.
Die Kraft der Feder 60 ist aber größer als die der bei der achten Ausführungsform verwendeten. Generell hat das bei der neunten Ausführungsform verwendete Ventil V die gleiche Charakteristik wie das bei der achten Ausführungsform verwendete.
Die neunte Ausführungsform weist außer den Vorteilen der achten Ausführungsform die nachfolgend beschriebenen Vorteile auf.

(1) Die Kühlgasmenge, welche unmittelbar nach dem Öffnen des Ventilkammerkanals 54 durch den Ventilkörper 71 durch die Ventilkammer 52 strömt, kann in den Raum zwischen dem Ventilkörper 71 (Distanzring 73) und den Kugeln 59 gelangen und den auf die Rückseite des Ventilkörpers 71 wirkenden Gegendruck vorübergehend ansteigen lassen. In diesem Zustand kann der Ventilkörper 71 sich von den Kugeln 59 weg bewegen, dabei den Durchlaßquerschnitt des Ventilkammerkanals 54 allmählich verringern und diesen vollständig schließen. Dieser Öffnungs- und Schließvorgang kann sich wiederholen. Das würde aber das Strömen des stark komprimierten Kühlgases aus der Ausstoßkammer 39 in die Kurbelkammer 15 beeinflussen und den Druckanstieg in der Kurbelkammer 15 verzögern. Dadurch würde auch das Verstellen des Kompressors verzögert. Die beim Öffnen und Schließen sich ergebende Stoßberührung zwischen dem Ventilkörper 71 und den Kugeln 59 sowie dem Ventilsitz 53 kann Schwingungen und Lärm erzeugen. Bei dieser Ausführungsform drückt aber die Feder 75 den Ventilkörper 71 gegen die Kugeln 59. Selbst wenn unmittelbar nach dem Öffnen des Ventilkammerkanals 54 durch den Ventilkörper 71 der auf den letztgenannten wirkende Gegendruck ansteigt, wird ein Abheben des Ventilkörpers 71 von den Kugeln 59 verhindert. Unter diesen Bedingungen bleibt der Ventilkammerkanal 54 geöffnet. Dadurch läuft die Verringerung der Verstellung des Kompressors glatter ab.
(2) Der Ventilkörper 71 ist aus der Kugel 72 und dem Distanzring 73 zusammengesetzt, wobei die Kugel 72 locker im Rücksprung 74 des Distanzrings 73 sitzt. Dadurch kann die Kühlgasmenge, welch unmittelbar nach dem Öffnen des Ventilkammerkanals 54 durch den Ventilkörper 71 durch die Ventilkammer 52 strömt, in den Rücksprung 74 gelangen. Das könnte zur Erzeugung eins Gegendrucks und somit zum Abheben der Kugel 72 von der Bodenfläche 74a des Rücksprungs 74a führen.

Die Feder 75 drückt aber die Kugel 72 gegen die Kugeln 59, so daß selbst bei einem auf die Kugel 72 im Rücksprung 74 wirkenden Gegendruck die Berührung zwischen der Kugel 72 und der Bodenfläche 74a des Rücksprungs 74 aufrecht erhalten bleibt. Dadurch wird während der Regelung der Verstellung die Neigung der Taumelscheibe problemlos verringert. Außerdem wird die Erzeugung von Schwingungen und Lärm verhindert.
(Zehnte Ausführungsform)
Nachfolgend wird in Verbindung mit 20 eine zehnte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Diese Ausführungsform ist ähnlich der neunten Ausführungsform, unterscheidet sich von dieser aber dadurch, daß das zweite Druckelement anders konfiguriert ist. Das zweite Druckelement setzt sich aus einer die Kugel 72 berührenden Stange 77 und einer die Stange 77 gegen die Kugel 72 und diese gegen die Ventilplatte 14 zum Öffnen des Kühlkammerkanals 54 drückenden Feder 78 zusammen.
Im hinteren Gehäuse 13 ist zum Ventilkammerkanal 54 ausgerichtet eine Stangenführungskammer 79 vorhanden. Die Stange 77 ist unterteilt in einen in der Stangenführungskammer 79 gleitend gelagerten Führungsabschnitt 77a und einen Betätigungsabschnitt 77b. Die Feder 78 ist in der Stangenführungskammer 79 untergebracht. Der Betätigungsabschnitt 77b ragt aus der Stangenführungskammer 79 in den Ventilkammerkanal 54 und berührt die Kugel 72. Das die Kugel 72 berührende Ende des Berührungsabschnitts 77b ist konisch ausgeführt.
Die Feder 78 drückt gegen den Führungsabschnitt 77a und somit über den Betätigungsabschnitt 77b den Ventilkörper 71 gegen die Kugeln 59. Ein Entspannungskanal 80 verbindet den Druckkanal 55 mit der Stangenführungskammer 79 und baut den auf die Vorderseite und die Rückseite des Führungsabschnitts 77a wirkenden Druck ab.
Die zehnte Ausführungsform weist die gleichen Vorteile auf wie die neunte Ausführungsform. Zusätzlich übt die Feder 78 über die Stange 77 eine Kraft auf den Ventilkörper 71 aus. Das heißt, daß zwischen der Feder 78 und dem Ventilkörper 71 kein direkter Kontakt besteht. Dimensionierung und Positionieren der Feder 78 sind weniger Beschränkungen auferlegt. Unabhängig von der Form des Endes der Feder 78 wird das Verschieben des Ventilkörpers 71 entlang der Achse L gewährleistet. Das konische Ende des Betätigungsabschnitts 77b hält den Ventilkörper 72 in einer stabilen Lage.
(Elfte Ausführungsform)
Nachfolgend wird in Verbindung mit 21 eine elfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Diese Ausführungsform ist ähnlich der neunten Ausführungsform, unterscheidet sich von dieser aber darin, daß die Kugel 72 in den Rücksprung 74 des Distanzrings 73 gepreßt ist. Mit anderen Worten, die Kugel 72 ist integraler Bestandteil des Distanzrings 73 und dichtet den Rücksprung 74 ab. Die als Dichtfläche für den Ventilkörper 71 dienende Kante 54a des Ventilkammerkanals 54 ist abgeschrägt.
Nachfolgend werden die Vorteile der elften Ausführungsform beschrieben.

(1) Die Kugel 72 ist integraler Bestandteil des Distanzrings 73. Der Ventilkörper 72 dichtet den Rücksprung 74 ab. Dadurch wird das Eindringen des unmittelbar nach dem Öffnen des Ventilkammerkanals 54 durch die Ventilkammer 52 strömenden Gases in den Rücksprung 74 verhindert. Deshalb muß bei der Auswahl der Feder nur der auf den Distanzring wirkende Gegendruck in Betracht gezogen werden. Mit anderen Worten, die Federn 75, 60 können kompakt sein.
(2) Da die Kugel 72 integraler Bestandteil des Distanzrings 73 ist, kann diese während der Rotation der Antriebswelle 16 und der Führung 57 sowie der Umlaufbewegung der Kugeln 59 bei Normalbedingungen des Kompressors leicht in Schwingungen geraten. Da die Kante 54a aber abgeschrägt ist, wird trotz schwingender Kugel 72 der Ventilsitz 53 nicht übermäßig belastet und eine Beschädigung der Kante 54a verhindert. Dadurch wird der Ventilkammerkanal 54 vom Ventilkörper 72 dicht geschlossen und vom Regelventil 49 die Verstellung exakt vorgenommen.

Von Spezialisten auf diesem Gebiet dürfte erkannt werden, daß die vorliegende Erfindung ohne Abweichung von deren Geltungsbereich auch viele andere Ausführungsformen ermöglicht.
Bei den beschriebenen Ausführungsformen können die sich gegenüberliegenden Führungsflächen 53a, 57a, 14b (16b, 62a bei der zweiten Ausführungsform) beide konisch ausgeführt werden.
Bei der zweiten und der fünften Ausführungsform ist die Führungsfläche 16b der rotierenden Führung 16 (57a bei der fünften Ausführungsform) konisch ausgeführt. Die Führungsfläche 62a (14b) des festen Ventilkörpers kann aber auch konisch ausgeführt sein, wobei deren Durchmesser sich zur Führungsfläche 16a (57a) der rotierenden Führung hin vergrößert.
Bei allen beschriebenen Ausführungsformen können mehr oder weniger als fünf Umlaufkugeln 59 verwendet werden.
Bei allen beschriebenen Ausführungsformen dienen die Führungen und Umlaufkugeln als Drucklager. Die Kugeln können aber auch durch Umlaufelemente anderer Art wie zylindrische Nadeln oder Rollen ersetzt werden und als Rollenlager dienen.
Bei der ersten, dritten bis sechsten und achten bis elften Ausführungsform kann das Verstellungsregelventil im Überströmkanal 47 angeordnet werden, um dessen Durchlaßquerschnitt und dadurch den Druck in der Kurbelkammer zu verändern.
Bei der zweiten und der siebenten Ausführungsform kann das Verstellungsregelventil im Einstellkanal 48 angeordnet werden, um dessen Durchlaßquerschnitt und dadurch den Druck in der Kurbelkammer 15 zu verändern.
Bei der achten Ausführungsform kann die Vertiefung 74 im Distanzring entfallen und durch eine aus der hinteren Stirnfläche des Distanzrings 73 ragende, zum Öffnen und Schließen des Ventilkammerkanals 54 dienende kugelförmige Wulst ersetzt werden. Dadurch wird die Anzahl der Einzelteile des Ventilkörpers verringert und der Aufbau des Kompressors vereinfacht.
Bei der elften Ausführungsform kann die Feder 75 den Distanzring 73 auch direkt berühren.
Die beschriebenen Beispiele und Ausführungsformen dienen der Erläuterung und sind nicht als Beschränkung anzusehen, so daß auch die Erfindung nicht auf die dargelegten Details beschränkt ist, sondern im Geltungsbereich der beiliegenden Ansprüche modifiziert werden kann. Ein verstellbarer Taumelscheibenkompressor, bei welchem in dem Fall, daß dessen Drehzahl einen bestimmten Wert überschreitet, die Verstellung verringert wird, um die Kompressionsbelastung abzubauen, ohne dabei einen unrunden Lauf der Antriebswelle auszulösen. Der Kompressor weist einen Druckkanal auf, welcher die Kurbelkammer mit der Ausstoßkammer verbindet. Eine Führung (57a) ist integraler Bestandteil der rotierenden Antriebswelle (16). Der Druckkanal wird von einem Ventilkörper (58, 62) geöffnet und geschlossen. Um die Achse (L) der Antriebswelle (16) und der mit dieser rotierenden Führung (57a) sind Umlaufkugeln (59) angeordnet, welche den Ventilkörper (58, 62) berühren. Die Kugeln (59) folgen der Rotation der Führung (57a) und bewegen sich um die Achse (L). Der Umlaufradius der Kugeln (59) verändert sich. Eine Feder (60) drückt die Kugeln (59) in eine Richtung, um deren Umlaufradius zu verkleinern. Wenn die Drehzahl der Antriebswelle den Grenzwert überschreitet, werden durch die Wirkung der Zentrifugalkraft die Kugeln (59) gegen die Kraft der Feder (60) bewegt, um deren Umlaufradius zu vergrößern. Dadurch wird der Ventilkörper (58, 62) bewegt und der Durchlaßquerschnitt des Druckkanals vergrößert.

Claims

Verstellbarer Taumelscheibenkompressor mit einer um ihre Achse drehenden Antriebswelle (16), einem Kompressionsmechanismus (21, 31, 32) zum Ansaugen und Komprimieren von Gas beim Drehen der Antriebswelle, einer Kurbelkammer (15) zur Aufnahme eines Teils des Kompressionsmechanismus, wobei das Gas in die Kurbelkammer und aus dieser strömt, um in Übereinstimmung mit dem Gasdruck in der Kurbelkammer die Verschiebung der Taumelscheibe zu verändern, einem Ansaugdruckraum (38), welcher dem Druck des vom Kompressionsmechanismus in den Kompressor gesaugten Gases ausgesetzt ist, einem Ausstoßdruckraum (39), welcher dem Druck des vom Kompressionsmechanismus komprimierten Gases ausgesetzt ist, einem Verbindungskanal einschließlich einem ersten Kanalabschnitt (55) oder einem zweiten Kanalabschnitt (47), wobei der erste Kanalabschnitt den Ausstoßdruckraum mit der Kurbelkammer verbindet und beim Strömen von Gas aus dem Ausstoßdruckraum in die Kurbelkammer den Druck in der Kurbelkammer erhöht und wobei der zweite Kanalabschnitt die Kurbelkammer mit dem Ansaugdruckraum verbindet und beim Strömen von Gas aus der Kurbelkammer in den Ansaugdruckraum den Druck in der Kurbelkammer verringert, und einem Ventil (V), welches entweder im ersten oder im zweiten Kanalabschnitt angeordnet ist und dazu dient, den Strömungsquerschnitt im ersten oder zweiten Kanalabschnitt entsprechend einzustellen, um bei einer bestimmten Überschreitung der Drehzahl der Antriebswelle den Druck in der Kurbelkammer zu erhöhen, wobei das Ventil dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Ventilkörper (58, 62) den ersten oder den zweiten Kanalabschnitt selektiv öffnet und schließt und Umlaufelemente (59) der Drehung der Antriebswelle folgen und auf den Ventilkörper wirken, um den ersten oder den zweiten Kanalabschnitt selektiv zu öffnen und zu schließen, und bei der Umlaufbewegung um die Antriebswelle im wesentlichen den gleichen Winkelabstand zueinander beibehalten, wobei der Umlaufradius jedes Umlaufelements bezüglich der Antriebswelle sich in Übereinstimmung mit der Drehzahl der Antriebswelle ändert.
Verstellbarer Taumelscheibenkompressor gemäß Anspruch 1, wobei das Ventil außerdem gekennzeichnet ist durch eine erste Führung (57), welche zusammen mit der Antriebswelle rotiert und eine Bahn (57a) zum Führen der Umlaufelemente aufweist, eine zweite Führung (53), welche der rotierenden Führung gegenüber angeordnet ist und eine Führungsbahn (53a) zum Führen der Umlaufelemente aufweist, und ein Druckelement (60, 63) welches entweder die erste Führung gegen die zweite Führung oder die zweite Führung gegen die erste Führung drückt, wobei die Umlaufelemente zwischen der ersten und der zweiten Führung angeordnet sind und in einer Umlaufbewegung der um die eigene Achse rotierenden ersten Führung folgen und wobei durch die bei der Umlaufbewegung der Umlaufelemente erzeugte und gegen die Druckkraft des Druckelements wirkende Zentrifugalkraft der Umlaufradius der Umlaufelemente geändert wird.
Verstellbarer Taumelscheibenkompressor gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil (54) des ersten oder des zweiten Kanalabschnitts sich axial durch die zweite Füh rung erstreckt und wobei der Ventilkörper (58, 62) zwischen der ersten und der zweiten Führung angeordnet ist, um in Übereinstimmung mit dem Umlaufradius der Umlaufelemente den durch die zweite Führung sich erstreckenden Teil des ersten oder des zweiten Kanalabschnitts zu schließen.
Verstellbarer Taumelscheibenkompressor gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Führung in Axialrichtung der ersten Führung beweglich ist und als Ventilkörper (62) wirkt, wobei das Druckelement (63) die zweite Führung gegen die erste Führung drückt.
Verstellbarer Taumelscheibenkompressor gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die erste oder die zweite Führung im wesentlichen konisch konfiguriert ist.
Verstellbarer Taumelscheibenkompressor gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlaufelemente kugelförmige Körper sind,
Verstellbarer Taumelscheibenkompressor gemäß einem der Ansprüche 1, 2, 3, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (58) eine kugelförmige Oberfläche hat, welche jedes Umlaufelement berührt.
Verstellbarer Taumelscheibenkompressor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 und 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlaufelemente (59) und der Ventilkörper (58) identische kugelförmige Körper sind.
Verstellbarer Taumelscheibenkompressor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 und 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (58) im ersten Kanalabschnitt (55) angeord net ist, wobei eine Bewegung des Ventilkörpers in eine erste Richtung die Größe des ersten Kanalabschnitts vergrößert, um den Druck in der Kurbelkammer zu erhöhen, und der Ventilkörper als Differentialdruckventil zum Erfassen des Differentialdrucks zwischen dem Ausstoßdruckraum (39) und der Kurbelkammer (15) dient, und wobei das Ventil (V) den ersten Kanalabschnitt bei geringeren Differentialdrücken öffnet, wenn die Drehzahl der Antriebswelle (16) steigt.
Verstellbarer Taumelscheibenkompressor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 und 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper aus einer Kugel (72) zum selektiven Öffnen und Schließen des ersten Kanalabschnitts und einem zwischen der Kugel und den Umlaufelementen angeordneten und mit einer Vertiefung (74) zur Aufnahme der Kugel versehenen Distanzring (73) zusammengesetzt ist.
Verstellbarer Taumelscheibenkompressor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 und 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil ein zweites Druckelement (75) zum Verschieben des Ventilkörpers in die erste Richtung einschließt.
Verstellbarer Taumelscheibenkompressor gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel frei in der Vertiefung ruht, die vom zweiten Druckelement erzeugte Druckkraft aufnimmt und den Ventilkörper in die erste Richtung drückt.
Verstellbarer Taumelscheibenkompressor gemäß einem der Ansprüche 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel so in die Vertiefung eingepaßt ist, daß der Ventilkörper und der Distanzring eine integrale Einheit bilden.
Verstellbarer Taumelscheibenkompressor gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Druckelement aus einer den Ventilkörper berührenden Stange (77) und einem die Stange gegen den Ventilkörper drückenden Druckkörper (78) zusammengesetzt ist.
Verstellbarer Taumelscheibenkompressor gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Kanalabschnitt einen Ausgang hat, welcher von der Kugel des Ventilkörpers selektiv geöffnet und geschlossen wird, wobei der Ausgang mit einer abgeschrägten Kante (54a) versehen ist, welche den Innendurchmesser des Ausgangs zur Kugel hin vergrößert.
Verstellbarer Taumelscheibenkompressor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 und 5 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (65) aus einem flachen Element (65a) zum selektiven Öffnen und Schließen des ersten oder des zweiten Kanalabschnitts und einem zwischen dem flachen Element und den Umlaufelementen (59) angeordneten kugelförmigen Element (65b) zusammengesetzt ist.
Verstellbarer Taumelscheibenkompressor gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 und 15 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß entweder die erste Führung (66) oder die zweite Führung aus einem elastischen Material gefertigt ist und auch als Druckelement dient.