DE102014114447A1

DE102014114447A1 - Taumelscheibenverdichter mit variabler Verstellung/Auslenkung

Info

Publication number: DE102014114447A1
Application number: DE201410114447
Authority: DE
Inventors: c/o KABUSHIKI KAISHA TOYOTA JIDO Ota Masaki; c/o KABUSHIKI KAISHA TOYOTA J Ogawa Hiromichi; c/o KABUSHIKI KAISHA TOYOTA JI Yamashita Hideharu; c/o KABUSHIKI KAISHA TOYOTA JIDOSHO Nishii Kei
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2013-10-10
Filing date: 2014-10-06
Publication date: 2015-04-16
Also published as: JP2015075054A; US20150104334A1

Abstract

Ein Taumelscheibenverdichter mit variabler Auslenkung enthält eine Kontrolldruckkammer und ein Auslenkkontrollventil, das den Druck der Kontrolldruckkammer steuert. Das Auslenkkontrollventil enthält eine elektromagnetische Spule, ein Antriebskraftübertragungselement, einen Ventilkörper und einen Drucksensormechanismus. Eine Beherbergungskammer beherbergt den Drucksensor. Eine Ventilkammer beherbergt den Ventilkörper, der einen Ventilöffnungsgrad besitzt, der von einer treibenden Kraft, die auf den Ventilkörper durch das Antriebskraftübertragungsglied wirkt und von einer treibenden Kraft, die auf den Ventilkörper durch Expansion und Kontraktion des Drucksensormechanismus wirkt, bestimmt wird. Der Ventilkörper und der Drucksensormechanismus bilden eine Ventileinheit. Sobald die elektromagnetische Spule deaktiviert ist, wirkt der Druck der Beherbergungskammer auf die Rückseite des Drucksensormechanismus, sodass eine Kraft in der Öffnungsrichtung der Ventileinheit wirkt.

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Taumelscheibenverdichter mit variabler Verstellung/Auslenkung, in dem sich ein mit einer Taumelscheibe verbundener Kolben mit einem Hub hin- und herbewegt, der gemäß des Neigungswinkels der Taumelscheibe ist.
Die offengelegte japanische Patentveröffentlichung Nummer 1-190972 offenbart einen Taumelscheibenverdichter mit variabler Auslenkung, der einen beweglichen Körper enthält, der mit einer Taumelscheibe verbunden ist und der in der Lage ist, den Neigungswinkel der Taumelscheibe zu beeinflussen. Der bewegliche Körper bewegt sich in axialer Richtung einer rotierenden Welle sobald Kontrollgas in eine Kontrolldruckkammer innerhalb eines Gehäuses zugeführt wurde, wodurch sich der Druck innerhalb der Kontrolldruckkammer ändert. Die Bewegung des beweglichen Körpers verändert den Neigungswinkel der Taumelscheibe.
Genauer beschrieben gilt, dass sich, wenn der Druck der Kontrolldruckkammer ansteigt und sich dem Druck einer Auslassdruckregion annähert, der bewegliche Körper in eine Richtung auf der Achse der Rotationswelle bewegt. Dies vergrößert den Neigungswinkel der Taumelscheibe. Sobald der Druck in der Kontrolldruckkammer abnimmt und sich dem Druck einer Einlassdruckregion annähert, bewegt sich der bewegliche Körper in entgegengesetzter Richtung auf der Achse der Rotationswelle. Dies verringert den Neigungswinkel der Taumelscheibe. Die Abnahme des Neigungswinkels der Taumelscheibe bewirkt eine Abnahme des Kolbenhubs. Dementsprechend nimmt die Auslenkung des Taumelscheibenverdichters mit variabler Auslenkung ab. Im Gegensatz dazu bewirkt eine Zunahme des Neigungswinkels der Taumelscheibe eine Zunahme des Kolbenhubs. Dementsprechend nimmt die Auslenkung des Taumelscheibenverdichters mit variabler Auslenkung zu. Der Taumelscheibenverdichter mit variabler Auslenkung enthält ein Kontrollventil, das den Druck der Kontrolldruckkammer steuert.
Wird in einem solchen Taumelscheibenverdichter mit variabler Auslenkung ein Klimaanlagenschalter der Klimaanlage des Fahrzeugs ausgeschaltet und eine elektromagnetische Spule des Ventils zur Kontrolle der Auslenkung deaktiviert, bleibt der Neigungswinkel der Taumelscheibe aufgrund einer Druckänderung in der Einlassdruckregion größer als der minimale Neigungswinkel. Wird in diesem Fall die Klimaanlage wieder angeschaltet und die elektromagnetische Spule wieder aktiviert, kann eine plötzliche Zunahme der Auslenkung die Belastung des Taumelscheibenverdichters mit variabler Auslenkung erhöhen. Aus diesem Grund ist es wünschenswert, dass der Neigungswinkel der Taumelscheibe, wenn der Klimaanlagenschalter ausgeschaltet und die elektromagnetische Spule deaktiviert wird, minimal ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung einen Taumelscheibenverdichter mit variabler Auslenkung zur Verfügung zu stellen, der in der Lage ist, den Neigungswinkel der Taumelscheibe zu minimieren und den minimalen Neigungswinkel aufrechtzuerhalten wenn die elektromagnetische Spule deaktiviert ist.
Um das obige Ziel zu erreichen ist ein Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Taumelscheibenverdichter mit variabler Auslenkung, der ein Gehäuse enthält, das eine Auslassdruckregion enthält, in der der Auslassdruck herrscht, eine Saugdruckregion enthält, in der der Einlassdruck herrscht, das eine vom Gehäuse gestützte Rotationswelle enthält und eine Taumelscheibe innerhalb des Gehäuses enthält. Die Taumelscheibe rotiert, sobald sie eine Antriebskraft von Seiten der Rotationswelle erfährt und neigt sich relativ zur Rotationswelle in einem variablen Neigungswinkel. Ein Kolben ist mit der Taumelscheibe in Kontakt. Ein beweglicher Körper ist mit der Taumelscheibe verbunden und eingerichtet, den Neigungswinkel der Taumelscheibe zu variieren. Eine Kontrolldruckkammer ist innerhalb des beweglichen Körpers definiert und eingerichtet, den beweglichen Körper in einer axialen Richtung entlang der Rotationswelle zu bewegen, wenn in die Kontrolldruckkammer eingezogenes Kontrollgas den Druck der Kontrolldruckkammer ändert. Ein Auslassdurchgang erstreckt sich von Seiten der Kontrolldruckkammer bis zu dem Einlassdruckvolumen. Ein Auslenkkontrollventil wurde eingerichtet, den Druck der Kontrolldruckkammer zu überprüfen. Sobald sich der Druck der Kontrolldruckkammer dem Auslassdruck annähert, bewegt sich der bewegliche Körper zu einem axialen Ende der Rotationswelle und erhöht den Neigungswinkel der Taumelscheibe. Sobald sich der Druck der Kontrolldruckkammer dem Einlassdruck annähert, bewegt sich der bewegliche Körper in Richtung des anderen axialen Endes der Rotationswelle und verringert den Neigungswinkel der Taumelscheibe. Der Kolben bewegt sich mit einem Hub hin und her, der mit dem Neigungswinkel der Taumelscheibe abgestimmt ist. Das Auslenkkontrollventil enthält eine elektromagnetische Spule, ein von der elektromagnetischen Spule betriebenes Antriebskraftübertragungselement und ein Ventilkörper, der darauf abgestimmt ist, sich in Richtung „auf” und „zu”, was entgegengesetzt zu „auf” ist, zu bewegen, um eine Öffnungsmenge des Auslassdurchgangs abzustimmen. Ein Drucksensormechanismus ist darauf abgestimmt, je nach Einlassdruck in Bewegungsrichtung des Ventilkörpers zu expandieren und zu kontrahieren. Der Drucksensormechanismus und das Antriebskraftübertragungselement sind auf gegenüberliegenden Seiten des Ventilkörpers angeordnet. Ein Spulengehäuse beherbergt die elektromagnetische Spule. Ein Ventilgehäuse beherbergt den Ventilkörper und den Drucksensormechanismus. Das Ventilgehäuse enthält eine Beherbergungskammer, die den Drucksensormechanismus beherbergt und in Verbindung mit der Kontrolldruckkammer und einer Ventilkammer steht, die den Ventilkörper beherbergt und in Verbindung mit der Saugdruckregion steht. Der Ventilkörper besitzt einen Ventilöffnungsgrad, der von einer Antriebskraft bestimmt wird, die auf den Ventilkörper durch das Antriebskraftübertragungselement wirkt, wenn die elektromagnetische Spule aktiviert wird und von einer Antriebskraft, die auf den Ventilkörper aufgrund von Expansion und Kontraktion des Drucksensormechanismus in Übereinstimmung mit dem Einlassdruck wirkt. Der Ventilkörper und der Drucksensormechanismus werden integral gebildet, um eine Ventileinheit darzustellen. Wenn die elektromagnetische Spule deaktiviert wird, wirkt der Druck der Beherbergungskammer auf eine Rückseite des Drucksensormechanismus, die sich gegenliegend des Antriebskraftübertragungselements befindet, sodass die Kraft in Richtung „auf” zur Ventileinheit geführt wird.
Andere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus dem Folgenden in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen, die beispielhaft das Prinzip der Erfindung veranschaulichen, offensichtlich werden.
Die Erfindung, zusammen mit ihren Zielen und Vorteilen, kann am besten mit Referenz auf die folgenden Beschreibungen der derzeit bevorzugten Ausführungsformen zusammen mit den begleitenden Zeichnungen verstanden werden, in denen:
1 eine Querschnittsansicht darstellt, die eine Darstellung des Taumelscheibenverdichters mit variabler Auslenkung zeigt;
2 eine Querschnittsansicht darstellt, die ein Auslenkkontrollventil des Taumelscheibenverdichters mit variabler Auslenkung aus 1 zeigt, wenn der Neigungswinkel der Taumelscheibe minimal ist;
3 eine Querschnittsansicht darstellt, die das Auslenkkontrollventil aus 2 zeigt, wenn der Neigungswinkel der Taumelscheibe maximal ist;
4 eine Querschnittsansicht darstellt, die den Taumelscheibenverdichter mit variabler Auslenkung zeigt, wenn der Neigungswinkel der Taumelscheibe maximal ist;
5 eine Querschnittsansicht darstellt, die das Auslenkkontrollventil zeigt, wenn der Druck der Saugkammer einen voreingestellten Druck übersteigt, wenn die elektromagnetische Spule deaktiviert ist; und
6 eine Querschnittsansicht darstellt, die das Auslenkkontrollventil zeigt, wenn die elektromagnetische Spule aktiviert ist, während ein Balg kontrahiert wird.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Sich auf 1 bis 6 beziehend wird nun eine Ausführungsform eines Taumelscheibenverdichters mit variabler Auslenkung beschrieben. Der Taumelscheibenverdichter mit variabler Auslenkung wird im Zusammenhang mit einer Fahrzeugklimaanlage verwendet.
Wie in 1 gezeigt wurde, enthält ein Taumelscheibenverdichter mit variabler Auslenkung 10 ein Gehäuse 11, das einen ersten Zylinderblock 12, einen zweiten Zylinderblock 13, ein Vordergehäuseelement 14 und ein Hintergehäuseelement 15 enthält. Der erste Zylinderblock 12, der sich an der Vorderseite befindet (eine Seite) und der zweite Zylinderblock 13, der sich an der Hinterseite (die andere Seite) befindet, sind miteinander verbunden. Das Vordergehäuseelement 14 ist mit dem ersten Zylinderblock 12 verbunden. Das Hintergehäuseelement 15 ist mit dem zweiten Zylinderblock 13 verbunden.
Ein erster Ventil-/Anschluss-Anordnungskörper 16 ist zwischen dem Vordergehäuseelement 14 und dem ersten Zylinderblock 12 angeordnet. Ein zweiter Ventil-/Anschluss-Anordnungskörper 17 ist zwischen dem Hintergehäuseelement 15 und dem zweiten Zylinderblock 13 angeordnet.
Eine Saugkammer 14a und eine Auslasskammer 14b sind zwischen dem Vordergehäuseelement 14 und dem ersten Ventil-/Anschluss-Anordnungskörper 16 angebracht. Die Auslasskammer 14b ist radial außerhalb der Saugkammer 14a angeordnet. Eine Saugkammer 15a und eine Auslasskammer 15b entstehen zwischen dem Hintergehäuseelement 15 und dem zweiten Ventil-/Anschluss-Anordnungskörper 17. Das Hintergehäuseelement 15 definiert weiterhin eine Druckanpassungskammer 15c. Die Saugkammer 15a ist radial außerhalb der Druckanpassungskammer 15c angeordnet. Die Auslasskammer 15b ist radial außerhalb der Saugkammer 15a positioniert. Die Auslasskammern 14b und 15b sind miteinander mittels eines Auslassdurchgangs (nicht dargestellt), der mit einem externen Kühlmittelkreislauf (nicht dargestellt) verbunden ist, verknüpft. Die Auslasskammern 14b und 15b definieren eine Auslassdruckregion. Der Druck der Auslassdruckregion wird als Auslassdruck bezeichnet.
Der erste Ventil-/Anschluss-Anordnungskörper 16 enthält Sauganschlüsse 16a (nur in 1 dargestellt), die in Verbindung mit der Saugkammer 14a stehen und Auslassanschlüsse 16b (nur in 1 dargestellt), die in Verbindung mit der Auslasskammer 14b stehen. Der zweite Ventil-/Anschluss-Anordnungskörper 17 enthält Sauganschlüsse 17a (nur in 1 dargestellt), die in Verbindung mit der Saugkammer 15a stehen, und Auslassanschlüsse 17b (nur in 1 dargestellt), die in Verbindung mit der Auslasskammer 15b stehen. Die Sauganschlüsse 16b und 17b enthalten jeweils einen Auslassventilmechanismus (nicht dargestellt).
Eine Rotationswelle 21 ist rotierend im Gehäuse 11 aufgenommen. Die Rotationswelle 21 erstreckt sich entlang einer Achse L und enthält ein vorderes axiales Ende (ein Ende) und ein hinteres axiales Ende (das andere Ende) in Richtung der Achse L (entlang der axialen Richtung). Der vordere Abschnitt der Rotationswelle 21 befindet sich an der Vorderseite des Gehäuses 11 und ist mittels eines Wellenlochs 12h, das sich im ersten Zylinderblock 12 befindet, eingeführt. Das vordere Ende der Rotationswelle 21 befindet sich im Vordergehäuseelement 14. Der hintere Abschnitt der Rotationswelle 21 befindet sich im hinteren Teil des Gehäuses 11 und ist mittels eines Wellenlochs 13h, das sich im zweiten Zylinderblock 13 befindet, eingeführt. Das hintere Ende der Rotationswelle 21 befindet sich in der Druckausgleichskammer 15c.
Der vordere Endabschnitt der Rotationswelle 21 ist in das Wellenloch 12h aufgenommen und wird von dem ersten Zylinderblock 12 drehgestützt/umgeben. Der hintere Abschnitt der Rotationswelle 21 durchläuft das Wellenloch 13h und wird von dem zweiten Zylinderblock 13 umgeben. Eine Wellendichtung 22 ist zwischen dem Vordergehäuseelement 14 und der Rotationswelle 21 angebracht. Bei der Wellendichtung 22 handelt es sich um eine Lippendichtung. Ein Fahrzeugmotor E, der als externer Antrieb fungiert, ist betriebsfähig mittels eines Leistungsübertragungsmechanismus PT mit dem vorderen Ende der Rotationswelle 21 verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Leistungsübertragungsmechanismus PT ein kupplungsloser Mechanismus, der konstant Leistung überträgt und beispielsweise eine Kombination aus Riemen- und Keilriemenantrieb sein könnte.
Der erste Zylinderblock 12 und der zweite Zylinderblock 13 definieren eine Kurbelkammer 24 innerhalb des Gehäuses 11. Die Kurbelkammer 24 enthält eine Taumelscheibe 23 die von der Antriebskraft der Rotationswelle 21 angetrieben wird. Die Taumelscheibe 23 ist in axialer Richtung relativ zur Rotationswelle 21 neigbar. Die Taumelscheibe 23 enthält ein Einfügeloch 23a, das von der Rotationswelle 21 durchlaufen wird. Das Einführen der Rotationswelle 21 in das Einfügeloch 23a verbindet die Taumelscheibe 23 mit der Rotationswelle 21.
Primäre Zylinderbohrungen 12a (nur in 1 dargestellt) erstrecken sich durch den ersten Zylinderblock 12 um die Rotationswelle 21 in axialer Richtung herum. Jede primäre Zylinderbohrung 12a ist mit der Saugkammer 14a mittels des entsprechenden Sauganschlusses 16a in Verbindung und mit der Auslasskammer 14b mittels des entsprechenden Auslassanschlusses 16b in Verbindung. Sekundäre Zylinderbohrungen 13a (nur in 1 dargestellt) erstrecken sich durch den zweiten Zylinderblock 13 um die Rotationswelle 21 in axialer Richtung herum. Jede sekundäre Zylinderbohrung 13a ist mit der Saugkammer 15a mittels des entsprechenden Sauganschlusses 17a in Verbindung und mit der Auslasskammer 15b mittels des entsprechenden Auslassanschlusses 17b in Verbindung. Jede der an der Vorderseite angebrachten primären Zylinderbohrungen 12a ist einer entsprechenden sekundären Zylinderbohrung 13a an der Rückseite zugewiesen. Jedes dieser Paare der primären Zylinderbohrungen 12a und der sekundären Zylinderbohrungen 13a beherbergt einen Doppelkolben 25 der sich in dem vorderen und hinteren Bereich hin- und herbewegt. Somit ist der Taumelscheibenverdichter mit variabler Auslenkung 10 in der vorliegenden Ausführungsform ein Doppelkolben-Taumelscheibenverdichter.
Jeder Doppelkolben 25 ist mit dem äußeren Teil der Taumelscheibe 23 mittels eines Schuhpaares/Kugelgelenks 26 verbunden. Die von der Rotation der Rotationswelle 21 verursachte Rotation der Taumelscheibe 23 wird mittels des Schuhpaares/Kugelgelenks 26 in eine wechselweise, lineare Bewegung des Doppelkolbens 25 gewandelt. Der Doppelkolben 25 und der erste Ventil-/Anschluss-Anordnungskörper 16 definieren eine primäre Kompressionskammer 20a in jeder primären Zylinderbohrung 12a. Der Doppelkolben 25 und der zweite Ventil-/Anschluss-Anordnungskörper 17 definieren eine sekundäre Kompressionskammer 20b in jeder sekundären Zylinderbohrung 13a.
Der erste Zylinderblock 12 enthält ein erstes großes Durchmesserloch 12b, das durchgängig in das Wellenloch 12h übergeht und einen größeren Durchmesser als das Wellenloch 12h hat. Das erste große Durchmesserloch 12b steht in Verbindung mit der Kurbelkammer 24. Ein Saugdurchgang 12c, der sich durch den ersten Zylinderblock 12 und den ersten Ventil-/Anschluss-Anordnungskörper 16 erstreckt, steht in Verbindung mit der Kurbelkammer 24 und der Saugkammer 14a.
Der zweite Zylinderblock 13 enthält ein zweites großes Durchmesserloch 13b, das durchgängig in das Wellenloch 13h übergeht und einen größeren Durchmesser als das Wellenloch 13h hat. Das zweite große Durchmesserloch 13b steht in Verbindung mit der Kurbelkammer 24. Ein Saugdurchgang 13c, der sich durch den zweiten Zylinderblock 13 und den ersten Ventil-/Anschluss-Anordnungskörper 17 erstreckt, steht in Verbindung mit der Kurbelkammer 24 und der Saugkammer 15a.
Die umgebende Wand des zweiten Zylinderblocks 13 enthält einen Saugeinlass 13s, der mit dem externen Kühlmittelkreislauf verbunden ist. Das Kühlmittelgas, das der Kurbelkammer 24 von Seiten des externen Kühlmittelkreislaufes durch den Saugeinlass 13s zugeführt wird, wird anschließend den Saugkammern 14a und 15a durch die Saugdurchgänge 12c beziehungsweise 13c zugeführt. Auf diese Weise definieren die Saugkammern 14a und 15a sowie die Kurbelkammer 24 eine Saugdruckregion. Der Druck der Saugdruckregion wird mit Saugdruck bezeichnet. Die Saugkammern 14a und 15a sowie die Kurbelkammer 24 weisen folgerichtig den gleichen Druck auf.
Ein ringförmiger Flansch 21f steht von der Rotationswelle 21 in das erste große Durchmesserloch 12b ab. Ein erstes Axiallager 27a wird zwischen dem Flansch 21f und dem ersten Zylinderblock 12 in axialer Richtung auf der Rotationswelle 21 angebracht. Das hintere Ende der Rotationswelle 21 ist in eine zylindrische Führung 39 eingebracht. Ein ringförmiger Flansch 39f erstreckt sich von der äußeren umlaufenden Oberfläche der Führung 39 zum zweiten großen Durchmesserloch 13b. Ein zweites Axiallager 27b ist zwischen dem Flansch 39f und dem zweiten Zylinderblock 13 in axialer Richtung auf der Rotationswelle 21 angebracht.
Ein ringförmig festgesetztes Element 31 ist an der Rotationswelle 21 auf einer Position zwischen dem Flansch 21f und der Taumelscheibe 23 festgesetzt. Das festgesetzte Element 31 ist integral mit der Rotationswelle 21 verbunden. Ein beweglicher Körper 32 ist zwischen dem Flansch 21f und dem festgesetzten Element 31 angebracht. Der bewegliche Körper 32 ist relativ zum festgesetzten Element 31 in axialer Richtung auf der Rotationswelle 21 beweglich angeordnet.
Der bewegliche Körper 32 enthält einen ringförmigen Endabschnitt 32a und einen von dem Rand des Endabschnitts 32a in axialer Richtung der Rotationswelle 21 abstehenden zylindrischen Anteil 32b. Der Endabschnitt 32a enthält ein Einführungsloch 32e, das die Rotationswelle 21 durchläuft. Die innere Oberfläche des zylindrischen Anteils 32b kann auf dem äußeren Umfang des festgesetzten Elements 31 gleiten. Der bewegliche Körper 32 kann gänzlich mit der Rotationswelle 21 rotieren. Ein Dichtelement 33 dichtet die Lücke zwischen der inneren Oberfläche des zylindrischen Anteils 32b und dem äußeren Umfang des festgesetzten Elements 31 ab. Ein Dichtelement 34 dichtet die Lücke zwischen dem Endabschnitt 32a und der Rotationswelle 21 ab. Zusätzlich ist eine Kontrolldruckkammer 35 zwischen dem festgesetzten Element 31 und dem beweglichen Körper 32 definiert.
Die Rotationswelle 21 enthält einen ersten inneren Durchgang 21a, der sich entlang der axialen Richtung der Rotationswelle 21 erstreckt. Das hintere Ende des ersten inneren Durchgangs 21a öffnet sich in die Druckanpassungskammer 15c. Die Rotationswelle 21 enthält ebenfalls einen zweiten inneren Durchgang 21b, der sich entlang der radialen Richtung der Rotationswelle 21 erstreckt. Ein Ende des zweiten inneren Durchgangs 21b ist mit dem vorderen Teil des ersten inneren Durchgangs 21a verbunden, während sich das zweite Ende des zweiten inneren Durchgangs 21b in die Kontrolldruckkammer 35 öffnet. Auf diese Weise verbinden der erste innere Durchgang 21a und der zweite innere Durchgang 21b die Kontrolldruckkammer 35 mit der Druckanpassungskammer 15c.
Ein Bügelarm 40 ist zwischen der Taumelscheibe 23 und dem Flansch 39f in der Kurbelkammer 24 angebracht. Der Bügelarm 40 ist im Wesentlichen L-förmig ausgebildet. Ein erstes Ende des Bügelarms 40 enthält ein Gewicht 40a. Der Bügelarm 40 erstreckt sich durch einen Abschnitt 23b in der Taumelscheibe 23, sodass sich das Gewicht 40a auf der Vorderseite der Taumelscheibe 23 befindet.
Ein erster Bolzen 41, der den Abschnitt 23b durchläuft, verbindet das erste Ende des Bügelarms 40 mit der oberen Seite der Taumelscheibe 23, wie in 1 veranschaulicht. Die Achse des ersten Bolzens 41 dient als erste Drehachse M1. Das erste Ende des Bügelarms 40 ist unterstützt, um drehbar um die erste Drehachse M1 relativ zur Taumelscheibe 23 angebracht zu sein. Ein zweiter Bolzen 42 verbindet ein zweites Ende des Bügelarms 40 mit der Führung 39. Die Achse des zweiten Bolzens 42 dient als zweite Drehachse M2. Das zweite Ende des Bügelarms 40 ist unterstützt, um drehbar um die zweite Drehachse M2 relativ zur Führung 39 angebracht zu sein.
Ein verbindender Anteil 32c erstreckt sich vom distalen Ende des zylindrischen Anteils 32b des beweglichen Körpers 32 zur Taumelscheibe 23. Der verbindende Anteil 32c enthält ein Loch des beweglichen Körpers 32h, das einen dritten Bolzen 43 empfängt. Der untere Teil der Taumelscheibe 23, wie in 1 dargestellt, enthält ein Taumelscheibenloch 23h, das den dritten Bolzen 43 empfängt. Der dritte Bolzen 43 verbindet den verbindenden Anteil 32c mit dem unteren Abschnitt der Taumelscheibe 23.
Eine Abgrenzung/Begrenzung 36a erstreckt sich über den zweiten Ventil-/Anschluss-Anordnungskörper 17. Die Abgrenzung 36a steht in Verbindung mit der Auslasskammer 15b. Zusätzlich enthält die Endoberfläche des zweiten Zylinderblocks 13, die in Richtung des zweiten Ventil-/Anschluss-Anordnungskörpers 17 zeigt, einen Kommunikationsanteil 36b. Der Kommunikationsanteil 36b ist eine Aussparung, die die Druckanpassungskammer 15c und die Abgrenzung 36a in Verbindung bringt. Die Auslasskammer 15b steht in Verbindung mit der Kontrolldruckkammer 35 mittels der Abgrenzung 36a, dem Kommunikationsanteil 36b, der Druckanpassungskammer 15c, dem ersten inneren Durchgang 21a und dem zweiten inneren Durchgang 21b. Auf diese Weise bilden die Abgrenzung 36a, der Kommunikationsanteil 36b, die Druckanpassungskammer 15c, der erste innere Durchgang 21a und der zweite innere Durchgang 21b einen Zulaufdurchgang, der sich von der Auslasskammer 15b zur Kontrolldruckkammer 35 erstreckt.
Der Zulaufdurchgang verjüngt sich in der Abgrenzung 36a. Somit verkleinert die Abgrenzung 36a die Querschnittsfläche des Zulaufdurchgangs.
Der Druck der Kontrolldruckkammer 35 wird dadurch angepasst, dass Kühlmittelgas in die Kontrolldruckkammer 35 aus der Auslasskammer 15b angezogen wird und dass Kühlmittelgas aus der Kontrolldruckkammer 35 in die Saugkammer abgelassen wird. Auf diese Weise dient das in die Kontrolldruckkammer 35 eingezogene Kühlmittelgas als Kontrollgas, das den Druck der Kontrolldruckkammer 35 bestimmt. Der Druckunterschied der Drücke der Kontrolldruckkammer 35 und der Kurbelkammer 24 bewegt den beweglichen Körper 32 relativ zum festgesetzten Element 31 in axialer Richtung der Rotationswelle 21. Ein elektromagnetisches Auslenkkontrollventil 50, das den Druck der Kontrolldruckkammer 35 anpasst, ist mit dem Hintergehäuseelement 15 verbunden. Das Auslenkkontrollventil 50 ist elektrisch mit einem Kontrollcomputer 50c verbunden. Der Kontrollcomputer 50c ist mit einem Klimaanlagenschalter 50s verbunden, der dem Kontrollcomputer 50c Signale sendet.
Wie in 2 dargestellt enthält das Auslenkkontrollventil 50 ein Ventilgehäuse 50h. Das Ventilgehäuse 50h enthält ein zylindrisches Spulengehäuseglied 51, ein zylindrisches Ventilgehäuseglied 52 und einen Deckel 52f. Das Spulengehäuseglied 51 beherbergt eine elektromagnetische Spule 53. Das Ventilgehäuseglied 52 ist mit dem Spulengehäuseglied 51 verbunden. Das Ventilgehäuseglied 52 enthält eine Endwand 52e und eine Öffnung, die sich auf der anderen Seite des Spulengehäuseglieds 51 befindet. Der Deckel 52f ist in die Öffnung des Ventilgehäusegliedes 52 eingepasst und schließt diese.
Die elektromagnetische Spule 53 enthält eine Spule 53c, einen festgesetzten Kern 54 und einen beweglichen Kern 55. Wenn der Spule 53c elektrischer Strom zugeführt wird, um die elektromagnetische Spule 53 mit Energie zu versorgen, wird der bewegliche Kern 53c vom festgesetzten Kern 54 angezogen. Der festgesetzte Kern 54 ist zwischen dem beweglichen Kern 55 und dem Ventilgehäuseglied 52 angebracht. Die elektromagnetische Kraft der elektromagnetischen Spule 53 bewegt den beweglichen Kern 55 in Richtung des festgesetzten Kerns 54. Der Kontrollcomputer 50c steuert die Aktivierung (relative Einschaltdauer/duty ratio) der elektromagnetischen Spule 53. Zwischen dem festgesetzten Kern 54 und dem beweglichen Kern 55 ist eine Feder 56 angeordnet. Die Feder 56 drängt den beweglichen Kern 55 weg vom festgesetzten Kern 54.
Ein pfahlförmiges Antriebskraftübertragungselement 57 ist mit dem beweglichen Kern 55 verbunden. Das Antriebskraftübertragungselement 57 bewegt sich zusammen mit dem beweglichen Kern 55. Eine Rückdruckkammer 58 ist zwischen der Endwand 52e des Ventilgehäuseglieds 52 und dem festgesetzten Kern 54 definiert. Das Antriebskraftübertragungselement 57 erstreckt sich zu der Rückdruckkammer 58 durch den festgesetzten Kern 54. Die Rückdruckkammer 58 wird von der Endwand 52e des Ventilgehäuseglieds 52 und einer Aussparung 54e definiert. Die Aussparung 54e wird in der Endoberfläche des festgesetzten Kerns 54, der Richtung Endwand 52e zeigt, geformt und umgibt das Antriebskraftübertragungselement 57.
Das Ventilgehäuseglied 52 enthält eine Beherbergungskammer 59, die einen Drucksensormechanismus 60 beherbergt. Der Drucksensormechanismus 60 enthält einen Balg 61, einen druckaufnehmenden Körper 62, der mit dem Ende des Balgs 61 verbunden ist, einen Beherbergungskörper 63, der mit dem anderen Ende des Balgs 61 verbunden ist und eine Feder 64, die sich im Balg 61 befindet und den druckaufnehmenden Körper 62 und den Beherbergungskörper 63 auseinanderhält.
Ein Stopper 62a wurde integral mit dem druckaufnehmenden Körper 62 gebildet und befindet sich im Balg 61. Zusätzlich enthält der Beherbergungskörper 63 einen Stopper 63a, der sich in Richtung des Stoppers 62a des druckaufnehmenden Körpers erstreckt. Stehen der Stopper 62a und der Stopper 63a in Kontakt bilden sie die minimale Länge des Balgs 61.
Die Endwand 52e des Ventilgehäuseglieds 52 enthält eine Aussparung 52a, die in die Beherbergungskammer 59 übergeht. Weiterhin ist ein ringförmiges Ventilsitzelement 65 in der Beherbergungskammer 59 nahe der Endwand 52e angebracht. Das Ventilsitzelement 65 enthält ein Ventilloch 65h und ist von dem Ventilgehäuseglied 52 getrennt. Das Ventilsitzelement 65 enthält eine flache Oberfläche, die in Richtung der Aussparung 52a zeigt und die einen Kontakt mit einer Stufe 52b des Ventilgehäuseelementes 52 aufweist, die die innere Oberfläche, die die Beherbergungskammer 59 definiert und die innere Oberfläche, die die Aussparung 52a definiert, verbindet. Ein kreisförmiger Vorsprung 65a ragt von dem inneren Abschnitt der Endoberfläche des Ventilsitzelementes 65 hervor, der in Richtung des Drucksensormechanismus 60 zeigt.
Die Beherbergungskammer 59 beherbergt eine Feder 66, die zwischen dem Ventilsitzelement 65 und dem Deckel 52f angebracht ist. Ein Ende der Feder 66 ist mit dem Deckel 52f verbunden und das andere Ende ist mit einem Abschnitt des Ventilsitzelementes 65, das sich radial außerhalb dem Vorsprung 65a befindet, verbunden. Der Vorsprung 65a befindet sich in der Feder 66. Auf diese Weise verhindert der Vorsprung 65a eine radiale Bewegung der Feder 66. Die Feder 66 drückt das Ventilsitzelement 65 gegen die Stufe 52b und positioniert das Ventilsitzelement 65.
Eine Ventilkammer 67 wird zwischen dem Ventilsitzelement 65 und der Endwand 52e in dem Ventilgehäuseglied 52 gebildet. Zusätzlich beherbergt das Ventilgehäuseglied 52 ein Ventil 68, das sich durch bis zu der Endwand 52e des Ventilgehäuseglieds 52 ausweitet. Das Ventil 68 erstreckt sich von der Rückdruckkammer 58 bis zu der Beherbergungskammer 59 über die Ventilkammer 67 und das Ventilloch 65h. Das Ventil 68 enthält einen von der Ventilkammer 67 aufgenommenen Ventilkörper 68v. Das in Richtung Beherbergungskammer 59 zeigende Ende des Ventils 68 enthält ein pfahlförmiges, vorstehendes Teil 68a, das mit dem Beherbergungskörper 63 verbunden ist. Auf diese Weise wird das Ventil 68 integral mit dem Drucksensormechanismus 60 gebildet. Der Drucksensormechanismus 60 und das Antriebskraftübertragungselement 57 sind an gegenüberliegenden Seiten des Ventilkörpers 68v angeordnet. Das Ventil 68 (der Ventilkörper 68v) und der Drucksensormechanismus 60 bilden miteinander integral eine Ventileinheit 70.
Die Endoberfläche des Ventilsitzelementes 65, die in Richtung der Aussparung 52a zeigt, enthält einen Ventilsitz 65e der sich um das Ventilloch 65h erstreckt. Der Ventilsitz 65e nimmt den Ventilkörper 65v auf. Der Ventilkörper 68v öffnet und schließt das Ventilloch 65h indem er sich zum Ventilsitz 65e hin bzw. von diesem weg bewegt. Eine zylindrische Führungswand 69, die sich in der Endwand 52e des Ventilgehäuseglieds 52 befindet, führt das Ventil in Bewegungsrichtung des Antriebskraftübertragungselementes 57. Die Rückdruckkammer 58 befindet sich zwischen der elektromagnetischen Spule 53 und der Ventilkammer 67. Eine Lücke 69s, die sich zwischen der Führungswand 69 und dem Ventil 68 befindet, ermöglicht eine Verbindung zwischen der Ventilkammer 67 und der Rückdruckkammer 58. Die Endwand 52c des Ventilgehäuseglieds 52 enthält einen Kommunikationsdurchgang 73, der eine Verbindung zwischen der Ventilkammer 67 und der Rückdruckkammer 58 ermöglicht. Eine Lücke zwischen dem Antriebskraftübertragungselement 57 und dem festgesetzten Kern 54 ermöglicht eine Verbindung zwischen der Rückdruckkammer 58 und der Beherbergungskammer 55a, die den beweglichen Kern 55 umfasst.
Die Beherbergungskammer 59 steht in Verbindung mit der Druckanpassungskammer 15c über den Durchgang 71. Die Ventilkammer 67 steht in Verbindung mit der Saugkammer 15a über den Durchgang 72. Auf diese Weise bilden der zweite innere Durchgang 21b, der erste innere Durchgang 21a, die Druckanpassungskammer 15c, der Durchgang 71, die Beherbergungskammer 59, das Ventilloch 65h, die Ventilkammer 67 und der Durchgang 72 einen Auslassdurchgang, der sich von der Kontrolldruckkammer 35 zur Saugkammer 15a hin erstreckt.
Die Querschnittsfläche des Ventillochs 65h, das von dem Ventilkörper 68v geöffnet und geschlossen wird, entspricht der effektiven druckbelasteten Fläche des Balgs 61. Auf diese Weise wird der Drucksensormechanismus 60 nicht von dem Druck der Beherbergungskammer 59 beeinflusst, wenn das Ventilloch 65h von dem Ventilkörper 68v geschlossen ist. Der Balg 61 expandiert und kontrahiert in den Bewegungsrichtungen des Ventilkörpers 68v in Übereinstimmung mit dem Druck, der an dem Ventil 68 in der Rückdruckkammer 58 anliegt und dem Druck der an dem Ventilkörper 68v in der Ventilkammer 67 anliegt. Die Expansion und Kontraktion des Balgs 61 bewegt den Ventilkörper 68v und passt den Öffnungsgrad des Ventilkörpers 68v an. Der Ventilöffnungsgrad des Ventilkörpers 68v wird von dem Gleichgewicht zwischen der treibenden Kraft die auf den Ventilkörper 68v von Seiten der aktivierten elektromagnetischen Spule 53 durch das Antriebskraftübertragungselement 57 wirkt, der treibenden Kraft der Feder 56 und der treibenden Kraft, die auf den Ventilkörper 68v von Seiten der Expansion oder Kontraktion des Drucksensormechanismus 60 wirkt, bestimmt.
Der Ventilkörper 68v passt die geöffnete Menge (Querschnittsfläche) des Auslassdurchgangs, ergo das Ventilloch 65h, an. Sobald der Ventilkörper 68v auf dem Ventilsitz 65e sitzt, befindet sich der Ventilkörper 68v in einem geschlossenen Zustand und schließt den Auslassdurchgang. Sobald sich der Ventilkörper 68v von dem Ventilsitz 65e trennt, befindet sich der Ventilkörper 68v in einem geöffneten Zustand und öffnet den Auslassdurchgang.
Die innere Oberfläche des Deckels 52f enthält einen gestuften Rücksprung/Ausnehmung/Ausbruch 75, der einen Abschnitt mit kleinem Durchmesser 75a und einen Abschnitt mit großem Durchmesser 75b enthält. Der Abschnitt mit kleinem Durchmesser 75a nimmt eine Ventilöffnungsfeder 76 auf. Die Ventilöffnungsfeder 76 drängt die Ventileinheit 70 in Richtung des offenen Ventilkörpers 68v. Die treibende Kraft der Ventilöffnungsfeder 76 wurde als kleiner angegeben als die treibende Kraft der Feder 64, die den druckaufnehmenden Körper 62 und den Beherbergungskörper 63 auseinanderhält. Der druckaufnehmende Körper 62 befindet sich innerhalb des Abschnitts mit dem großen Durchmesser 75b des gestuften Rücksprungs 75. Ein Kommunikationsdurchgang 77 wurde zwischen dem Abschnitt mit dem großen Durchmesser 75b und dem druckaufnehmenden Körper 62 gebildet. Der Kommunikationsdurchgang 77 stellt eine Verbindung zwischen der Beherbergungskammer 59 und dem Abschnitt mit dem kleinen Durchmesser 75a her.
Wenn die treibende Kraft der Ventilöffnungsfeder 76 die Ventileinheit 70 in die Richtung des offenen Ventilkörpers 68v drängt, führt der Abschnitt mit dem großen Durchmesser 75b den druckaufnehmenden Körper 62 in eine Bewegungsrichtung des Ventilkörpers 68v. Auf diese Weise dient der Abschnitt mit dem großen Durchmesser 75b als Führungsabschnitt, der die Ventileinheit 70 in die Bewegungsrichtung des Ventilkörpers 68v führt.
Der Arbeitsvorgang der vorliegenden Ausführungsform wird nun beschrieben.
In Bezug auf 3 sei erlaubt, dass, wenn der Klimaanlagenschalter 50s angeschaltet ist und die elektromagnetische Spule 53 des Taumelscheibenverdichters mit variabler Auslenkung 10 aktiviert ist, die elektromagnetische Kraft der elektromagnetischen Spule 53 gegenüber der treibenden Kraft der Feder 56 überwiegt und den beweglichen Kern 55 in Richtung des festgesetzten Kerns 54 zieht. Als Ergebnis daraus drückt das Antriebskraftübertragungselement 57 auf das Ventil 68 und vermindert den Ventilöffnungsgrad des Ventilkörpers 68v. Dies verringert den Durchfluss (flow rate) des Kühlmittelgases, das durch den zweiten inneren Durchgang 21b, den ersten inneren Durchgang 21a, die Druckanpassungskammer 15c, den Durchgang 71, die Beherbergungskammer 59, das Ventilloch 65h, die Ventilkammer 67 und den Durchgang 72 von der Kontrolldruckkammer 35 zur Saugkammer 15a fließt. Auf diese Weise nähert sich der Druck der Kontrolldruckkammer 35 dem Druck der Auslasskammer 15b an, da das Kühlmittelgas in der Kontrolldruckkammer 35 von der Auslasskammer 15b durch die Abgrenzung 36a, den Kommunikationsanteil 36b, die Druckanpassungskammer 15c, den ersten inneren Durchgang 21a und den zweiten inneren Durchgang 21b fließt.
In Bezug auf 4 bewegt ein Anstieg des Druckunterschiedes zwischen dem Druck der Kontrolldruckkammer 35 und dem Druck der Kurbelkammer 24 den Endabschnitt 32a des beweglichen Körpers 32 weg von dem festgesetzten Element 31. Infolgedessen dreht sich die Taumelscheibe 23 um die erste Drehachse M1. Das Drehen der Taumelscheibe 23 um die erste Drehachse M1 dreht die beiden Enden des Bügelarms 40 um die erste Drehachse M1 beziehungsweise die zweite Drehachse M2 und bewegt den Bügelarm 40 weg von dem Flansch 39f der Führung 39. Dies erhöht den Neigungswinkel der Taumelscheibe 23 und den Hub des Doppelkolbens 25. Entsprechend nimmt die Auslenkung des Taumelscheibenverdichters mit variabler Auslenkung 10 zu. Der bewegliche Körper 32 berührt den Flansch 21f wenn der Neigungswinkel der Taumelscheibe 23 maximal wird. Der Kontakt zwischen dem beweglichen Körper 32 und dem Flansch 21f hält die Taumelscheibe 23 in ihrem maximalen Neigungswinkel aufrecht.
In Bezug auf 2 erhöht eine Zunahme des Ventilöffnungsgrads des Ventilkörpers 68v den Durchfluss des Kühlmittelgases, das durch den zweiten inneren Durchgang 21b, den ersten inneren Durchgang 21a, die Druckanpassungskammer 15c, den Durchgang 71, die Beherbergungskammer 59, das Ventilloch 65h, die Ventilkammer 67 und den Durchgang 72 von der Kontrolldruckkammer 35 zur Saugkammer 15a fließt. Dementsprechend nähert sich der Druck der Kontrolldruckkammer 35 dem Druck der Saugkammer 15a an.
In Bezug auf 1 bewegt eine Abnahme des Druckunterschiedes zwischen dem Druck in der Kontrolldruckkammer 35 und dem Druck in der Kurbelkammer 24 den Endabschnitt des beweglichen Körpers 32 in Richtung des festgesetzten Elements 31. Infolgedessen dreht sich die Taumelscheibe 23 um die erste Drehachse M1 in der entgegengesetzten Richtung zu der, die den Neigungswinkel der Taumelscheibe 23 erhöht. Das Drehen der Taumelscheibe 23 um die erste Drehachse M1 dreht die beiden Enden des Bügelarms 40 um die erste Drehachse M1 beziehungsweise die zweite Drehachse M2 in entgegengesetzter Richtung zu der, die den Neigungswinkel der Taumelscheibe erhöht. Entsprechend nähert sich der Bügelarm 40 dem Flansch 39f der Führung 39 an. Diese lässt den Neigungswinkel der Taumelscheibe 23 und den Hub des Doppelkolbens 25 abnehmen. Auf diese Weise nimmt die Auslenkung des Taumelscheibenverdichters mit variabler Auslenkung 10 ab. Der Bügelarm 40 berührt den Flansch 39f der Führung 39 sobald der Neigungswinkel der Taumelscheibe 23 minimal wird. Der Kontakt zwischen dem Bügelarm 40 und dem Flansch 39f hält die Taumelscheibe 23 in einem minimalen Neigungswinkel aufrecht.
Wenn der Druck der Saugkammer 15a größer ist, als der vorbestimmte Druck (beispielweise 0,35 MPaG), während der Klimaanlagenschalter 50s ausgeschaltet ist und die elektromagnetische Spule 53 deaktiviert ist, wäre der Druck der Rückdruckkammer 58, der Teil der Saugdruckregion ist, ebenfalls größer als der vorbestimmte Druck. Auf diese Weise würden der Druck der Rückdruckkammer 58 und der Druck der Ventilkammer 67 die Ventileinheit 70 in Richtung der geschlossenen Richtung des Ventilkörpers 68v drängen. In diesem Fall verbindet der Auslassdurchgang die Saugkammer 15a mit der Kontrolldruckkammer 35. Auf diese Weise wäre der Druck der Kontrolldruckkammer 35 größer als der vorbestimmte Druck.
In Bezug auf 5 fließt das Kühlmittelgas, wenn der Druck der Kontrolldruckkammer 35 größer ist als der vorbestimmte Druck, durch den Kommunikationsdurchgang 77 in den Abschnitt mit kleinem Durchmesser 75a der Beherbergungskammer 59. Dementsprechend wirkt der Druck der Beherbergungskammer 59 auf die Rückseite des Drucksensormechanismus 60 die gegenüberliegend zu dem Antriebskraftübertragungselement 57 liegt. Auf diese Weise nimmt die Ventileinheit 70 eine Kraft in Richtung des geöffneten Ventilkörpers 68v auf. Zusätzlich drängt die Ventilöffnungsfeder 76 die Ventileinheit 70 in Richtung des geöffneten Ventilkörpers 68v. Auf diese Weise bewegt die treibende Kraft der Ventilöffnungsfeder 76 die Ventileinheit 70 in Richtung des geöffneten Ventilkörpers 68v, während der Abschnitt mit großem Durchmesser 75b den druckaufnehmenden Körper 62 in Bewegungsrichtung des Antriebskraftübertragungselements 57 führt. Dies gewährleistet, dass das Ventil 68 im geöffneten Zustand bleibt.
Als Ergebnis daraus fließt das Kühlmittelgas durch den zweiten inneren Durchgang 21b, den ersten inneren Durchgang 21a, die Druckanpassungskammer 15c, den Durchgang 71 die Beherbergungskammer 59, das Ventilloch 65h, die Ventilkammer 67 und den Durchgang 72 von der Kontrolldruckkammer 35 in Richtung der Saugkammer 15a ab. Dies erlaubt dem Druck der Kontrolldruckkammer 35 im Wesentlichen dem Druck der Saugkammer 15a zu entsprechen. Auf diese Weise wird der Neigungswinkel der Taumelscheibe 23 minimal, wenn die elektromagnetische Spule 53 deaktiviert ist und die Taumelscheibe 23 wird auf dem minimalen Neigungswinkel aufrechterhalten.
Wenn dann der Klimaanlagenschalter 50s angeschaltet wird und die elektromagnetische Spule 53 wieder aktiviert wird, ist der Taumelscheibenverdichter mit variabler Auslenkung 10 unter minimaler Auslenkung in Betrieb. Da eine Situation, in der die Auslenkung des Verdichters plötzlich zunimmt, vermieden wird, ist die Belastbarkeit des Taumelscheibenverdichters mit variabler Auslenkung 10 begrenzt.
6 stellt eine Situation dar, in der der Klimaanlagenschalter 50s angeschaltet ist und die elektromagnetische Spule 53 aktiviert ist und der Druck der Kontrolldruckkammer 35 größer ist, als der vorhergesagte Druck. Wegen des Drucks der Kontrolldruckkammer 35 ist der Stopper 62a des druckaufnehmenden Körpers 62 so in Kontakt mit dem Stopper 63a des Beherbergungskörpers 63, dass der Balg 61 zu der minimalen Länge kontrahiert wird. In dieser Situation ist der Balg 61 auf seine minimale Länge kontrahiert und der Drucksensormechanismus 60 wirkt nicht, um den Ventilöffnungsgrad des Ventilkörpers 68v anzupassen. Demzufolge kann der Ventilöffnungsgrad des Ventilkörpers 68v dadurch angepasst werden, dass die Menge an Strom, mit der die elektromagnetische Spule 53 gespeist wird, geregelt wird. Da der Ventilöffnungsgrad des Ventilkörpers 68v nicht von der treibenden Kraft des Drucksensormechanismus 60 beeinflusst wird, kann der Ventilöffnungsgrad des Ventilkörpers 68v leicht abnehmen. Demzufolge nähert sich, wenn der Klimaanlagenschalter 50s angeschaltet ist, der Druck der Kontrolldruckkammer 35 nicht plötzlich dem Druck der Auslasskammer 15b. Da eine Situation in der die Auslenkung des Verdichters plötzlich zunimmt vermieden wird, ist die Belastbarkeit des Taumelscheibenverdichters mit variabler Auslenkung 10 begrenzt.
In der vorliegenden Ausführung wird der Rotationswelle 21 Rotationskraft von einem Motor E über einen kupplungslosen Leistungsübertragungsmechanismus PT zugeführt. Demzufolge erhält die Rotationswelle 21 die Rotationskraft des Motors E über den kupplungslosen Leistungsübertragungsmechanismus PT selbst dann, wenn die elektromagnetische Spule 53 deaktiviert ist. Dies verbraucht Leistung des Motors E, auch wenn die Menge klein ist. Demzufolge ist es, um den Leistungsverbrauch des Motors E zu minimieren, wünschenswert, dass der Taumelscheibenverdichter mit variabler Auslenkung 10 mit minimaler Auslenkung betrieben wird, in der die Taumelscheibe 23 bei dem minimalen Neigungswinkel gehalten wird, wenn die elektromagnetische Spule 53 deaktiviert ist.
Demzufolge wird das Auslenkkontrollventil 50, wenn die elektromagnetische Spule 53 deaktiviert ist, betrieben, um den Neigungswinkel der Taumelscheibe 23 zu minimieren. Dies wird erreicht, indem der Ventilkörper 68v maximal geöffnet wird und das Kühlmittelgas von der Kontrolldruckkammer 35 über den Auslassdurchgang zur Saugkammer 15a abfließt, sodass der Druck der Kontrolldruckkammer 35 im Wesentlichen dem Druck der Saugkammer 15a entspricht. Wenn jedoch der Druck der Saugkammer 15a den vorbestimmten Druck übersteigt während die elektromagnetische Spule 53 deaktiviert ist, nimmt der Druck der Rückdruckkammer 58 ebenfalls zu. Dies mag darin resultieren, dass der Druck der Rückdruckkammer 58 den Ventilkörper 68v dahingehend beeinflusst, dass er den Auslassdurchgang schließt.
In der vorliegenden Ausführungsform jedoch wirkt der Druck der Beherbergungskammer 59 auf die Rückseite des Drucksensormechanismus 60 der gegenüberliegend zu dem Antriebskraftübertragungselement 57 ist. Dies bewirkt eine Kraft auf die Ventileinheit 70 in Richtung des geöffneten Ventilkörpers 68v. Demzufolge wird der Ventilkörper 68v offengehalten und das Kühlmittelgas fließt durch den zweiten inneren Durchgang 21b, den ersten inneren Durchgang 21a, die Druckanpassungskammer 15c, den Durchgang 71, die Beherbergungskammer 59, das Ventilloch 65h, die Ventilkammer 67 und den Durchgang 72 von der Kontrolldruckkammer 35 in Richtung der Saugkammer 15a ab.
Daraus folgt, wenn die elektromagnetische Spule 53 deaktiviert ist, dass der Druck der Kontrolldruckkammer 35 im Wesentlichen dem der Saugkammer 15a entspricht. Dies minimiert den Neigungswinkel der Taumelscheibe 23. Demzufolge gilt, dass in einer Struktur, in der die Rotationswelle 21 Rotationskraft von Seiten eines Motors E über einen kupplungslosen Leistungsübertragungsmechanismus PT übertragen bekommt, selbst wenn sich der Druck der Saugkammer 15a ändert, während die elektromagnetische Spule 53 deaktiviert ist, der Neigungswinkel der Taumelscheibe 23 minimiert wird und die Taumelscheibe 23 bei dem minimalen Neigungswinkel gehalten wird. Dies gewährleistet, dass der Taumelscheibenverdichter mit variabler Auslenkung 10 bei minimaler Auslenkung betrieben wird. Infolgedessen ist der Energieverbrauch des Motors E minimal.
Die Vorteile der vorliegenden Ausführung werden nun beschrieben.

[1] Wenn die elektromagnetische Spule 53 deaktiviert ist, wirkt der Druck der Beherbergungskammer 59 auf die Rückseite des Drucksensormechanismus 60, der dem Antriebskraftübertragungselement 57 entgegengesetzt ist. Dies lässt eine Kraft auf die Ventileinheit 70 in Richtung des geöffneten Ventilkörpers 68v wirken. Wenn der Druck der Saugkammer 15a den vorbestimmten Druck übersteigt, wenn die elektromagnetische Spule 53 deaktiviert ist, drängt der Druck der Saugkammer 15a die Ventileinheit 70 in Richtung des geschlossenen Ventilkörpers 68v. Hier gilt, da der Auslassdurchgang die Saugkammer 15a und die Kontrolldruckkammer 35 verbindet, dass der Druck der Kontrolldruckkammer 35 größer ist als der vorbestimmte Druck. Weiterhin gilt, dass der Druck der Beherbergungskammer 59 auf die Rückseite des Drucksensormechanismus 60, der gegenüber zu dem Antriebskraftübertragungselement 57 liegt, wirkt, sodass eine Kraft auf die Ventileinheit 70 in Richtung des geöffneten Ventilkörpers 68v wirkt. Dies hält den Ventilkörper 68v in dem geöffneten Zustand aufrecht und erlaubt, dass sich der Druck der Kontrolldruckkammer 35 und der Druck der Saugkammer 15a im Wesentlichen entsprechen. Infolgedessen kann der Neigungswinkel der Taumelscheibe 23 minimal gehalten werden und die Taumelscheibe 23 kann bei dem minimalen Neigungswinkel gehalten werden, selbst wenn der Druck der Saugkammer 15a sich ändert, während die elektromagnetische Spule 53 deaktiviert ist.
[2] Das Auslenkkontrollventil 50 enthält eine Ventilöffnungsfeder 76, die die Ventileinheit 70 in die Öffnungsrichtung des Ventilkörpers 68v drängt. Infolgedessen drängt die Ventilöffnungsfeder 76, selbst wenn der Druck der Saugkammer 15a zunimmt und die Ventileinheit 70 in Schließrichtung des Ventilkörpers 68v drängt, die Ventileinheit 70 in Öffnungsrichtung des Ventilkörpers 68v um zu gewährleisten, dass der Ventilkörpers 68v öffnet.
[3] Das Auslenkkontrollventil 50 enthält den Abschnitt mit großem Durchmesser 75b, der die Ventileinheit 70 in Bewegungsrichtung des Ventilkörpers 68v führt. Infolgedessen kippt die Ventileinheit 70 nicht ab während sie sich in Bewegungsrichtung des Ventilkörpers 68v bewegt. Dies erlaubt eine glatte Bewegung der Ventileinheit 70.
[4] Der Doppelkolben-Taumelscheibenverdichter, der den Doppelkolben 25 enthält, kann nicht die Kurbelkammer 24 als eine Kontrolldruckkammer verwenden, um den Neigungswinkel der Taumelscheibe 23 zu verändern, wie es bei einem Taumelscheibenverdichter mit variabler Auslenkung der Fall ist, der einen Einzelkolben enthält. Infolgedessen verändert die vorliegende Ausführung den Neigungswinkel der Taumelscheibe 23, indem sie den Druck der Kontrolldruckkammer 35 verändert, die von dem beweglichen Körper 32 definiert wird. Die Kontrolldruckkammer 35 ist kleiner als die Kurbelkammer 24. Infolgedessen tritt eine kleinere Menge an Kühlmittelgas in die Kontrolldruckkammer 35 ein. Dies erlaubt schnelle Wechsel des Neigungswinkels der Taumelscheibe 23.
[5] Bei dem Taumelscheibenverdichter mit variabler Auslenkung 10 in der vorliegenden Ausführungsform erhält die Rotationswelle 21 Rotationskraft von Seiten des Motors E über einen kupplungslosen Leistungsübertragungsmechanismus PT. Verglichen mit einer Struktur, in der die Rotationswelle 21 die Rotationskraft von Seiten des Motors E über einen Leistungsübertragungsmechanismus, der, beispielsweise, eine elektromagnetische Kupplung enthält, erhält, ist der Taumelscheibenverdichter mit variabler Auslenkung 10 leichter und verbraucht weniger elektrische Leistung.
[6] In der Struktur, in der die Rotationswelle 21 Rotationskraft von Seiten des Motors E durch einen kupplungslosen Leistungsübertagungsmechanismus PT erhält, kann die vorliegende Ausführung den Neigungswinkel der Taumelscheibe 23 minimieren und die Taumelscheibe 23 bei minimalem Neigungswinkel halten, selbst wenn der Druck der Saugkammer 15a größer ist als der vorbestimmte Druck, wenn die elektromagnetische Spule 53 deaktiviert ist. Dies gewährleistet, dass der Taumelscheibenverdichter mit variabler Auslenkung 10 bei minimaler Auslenkung betrieben wird und infolgedessen minimiert es den Leistungsverbrauch des Motors E.
[7] Die vorliegende Ausführung kann den Neigungswinkel der Taumelscheibe 23 minimieren, wenn die elektromagnetische Spule 53 deaktiviert ist. Wenn anschließend die elektromagnetische Spule 53 wieder aktiviert wird, wird der Taumelscheibenverdichter mit variabler Auslenkung 10 bei minimaler Auslenkung betrieben. Da eine Situation, in der die Verdichterauslenkung plötzlich zunimmt vermieden wird, wird die Belastbarkeit des Taumelscheibenverdichters mit variabler Auslenkung 10 begrenzt.
[8] Das Auslenkkontrollventil 50 enthält die Führungswand 69, die das Ventil 68 in Bewegungsrichtung des Antriebskraftübertragungselements 57 führt. Die Lücke 69s zwischen der Führungswand 69 und dem Ventil 68 verbindet die Ventilkammer 67 und die Rückdruckkammer 58. Die Führungswand 69 führt das Ventil 68 und begrenzt ein Abkippen des Ventils 68 relativ zu einer Bewegungsrichtung des Ventils 68. Dies gewährleistet dass der Ventilkörper 68v schließt. Weiterhin erlaubt die Lücke 69s zwischen der Führungswand 69 und dem Ventil 68 eine glatte Bewegung des Ventils 68. Dies vereinfacht das Steuern des Auslenkkontrollventils 50.
[9] Der Kommunikationsdurchgang 73 verbindet die Ventilkammer 67 und die Rückdruckkammer 58. Infolgedessen kann, verglichen mit einer Struktur, in der beispielsweise der Kommunikationsdurchgang 73 nicht gewährleistet ist und nur die Lücke 69s zwischen der Führungswand 69 und dem Ventil 68 die Ventilkammer 67 mit der Rückdruckkammer 58 verbindet, der Druck der Rückdruckkammer 58 den Druck der Saugkammer 15a, der gleich dem Druck der Ventilkammer 67 ist, in kürzerer Zeit erreichen.

Es sollte denen, die sich auf diesem Gebiet auskennen, offensichtlich erscheinen, dass die vorliegende Erfindung in vielen anderen spezifischen Formen zum Ausdruck gebracht werden kann, ohne von dem Geist und Geltungsbereich der Erfindung abzukommen. Besonders sollte zur Kenntnis genommen werden, dass die vorliegende Erfindung in folgenden Formen zum Ausdruck gebracht werden kann.
Die Rückdruckkammer 58 kann weggelassen werden und das Antriebskraftübertragungselement 57 kann mit dem Ventil 68 eine integrale Einheit bilden.
Die Ventilöffnungsfeder 76 kann weggelassen werden.
Der druckaufnehmende Körper 62 muss nicht in dem Abschnitt mit großem Durchmesser 75b angebracht werden. Dies bedeutet, dass der druckaufnehmende Körper 62 in Kontakt mit der inneren Oberfläche des Deckels 52f sein kann.
Die Rückdruckkammer 58 kann von dem festgesetzten Kern 54 und einer Aussparung, die sich an einer Position, die das Antriebskraftübertragungselement 57 in der Oberfläche der Endwand 52e des Ventilgehäuseglieds 52 umgibt, das in Richtung des festgesetzten Kerns 54 zeigt, festgelegt werden.
Die Ventilkammer 67 kann mit der Saugkammer 14a durch den Durchgang 72 verbunden sein. Es kann eine beliebige Struktur verwendet werden, so lange sich der Auslassdurchgang von der Kontrolldruckkammer 35 zu der Saugdruckregion erstreckt.
Die Auslasskammer 14b kann mittels der Abgrenzung 36a, dem Kommunikationsanteil 36b, der Druckanpassungskammer 15c, dem ersten inneren Durchgang 21a und dem zweiten inneren Durchgang 21b mit der Kontrolldruckkammer 35 in Verbindung stehen.
Die Querschnittsfläche des Ventillochs 65h muss nicht exakt der effektiven druckaufnehmenden Fläche des Balgs 61 entsprechen. Es reicht aus, wenn die Flächen im Wesentlichen gleich sind.
Der Taumelscheibenverdichter mit variabler Auslenkung 10 kann eine treibende Kraft von einer externen Antriebsquelle mittels einer Kupplung erhalten.
Der Taumelscheibenverdichter mit variabler Auslenkung 10 kann ein Einzelkolben-Taumelscheibenverdichter sein, der mittels eines Einzelkolbens betrieben wird.
Die vorliegenden Beispiele und Ausführungen sollen als veranschaulichend und nicht einschränkend angesehen werden und die Erfindung darf nicht auf die hier aufgeführten Details beschränkt werden, sondern sollte innerhalb des Geltungsbereichs und der Entsprechung der beigefügten Ansprüche verändert werden können.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 1-190972 [0002]

Claims

Ein Taumelscheibenverdichter mit variabler Auslenkung umfassend: ein Gehäuse, enthaltend eine Auslassdruckregion, in der der Druck dem Auslassdruck entspricht und eine Saugdruckregion, in der der Druck dem Saugdruck entspricht; eine von dem Gehäuse gestützte Rotationswelle; eine Taumelscheibe, die in dem Gehäuse untergebracht ist, in dem die Taumelscheibe rotiert, sobald sie eine Antriebskraft von Seiten der Rotationswelle erhält und die sich relativ zu der Rotationswelle in einem variablen Neigungswinkel neigt; einen mit der Taumelscheibe verbundenen Kolben; einen mit der Taumelscheibe verbundenen beweglichen Körper, der vorbereitet ist den Neigungswinkel der Taumelscheibe zu variieren; eine Kontrolldruckkammer, die von Seiten des beweglichen Körpers definiert wird und die angepasst ist den beweglichen Körper in axialer Richtung der Rotationswelle zu bewegen, sobald in die Kontrolldruckkammer eingelassenes Kontrollgas den Druck der Kontrolldruckkammer verändert; einen Auslassdurchgang, der sich von der Kontrolldruckkammer zu der Saugdruckregion erstreckt; und ein Auslenkkontrollventil, das angepasst wurde den Druck in der Kontrolldruckkammer zu steuern, in der sobald sich der Druck der Kontrolldruckkammer dem Auslassdruck annähert, sich der bewegliche Körper in Richtung eines axialen Endes des Rotationswelle bewegt und den Neigungswinkel der Taumelscheibe erhöht, sobald sich der Druck der Kontrolldruckkammer dem Saugdruck annähert, sich der bewegliche Körper in Richtung des anderen axialen Endes der Rotationswelle bewegt und den Neigungswinkel der Taumelscheibe vermindert, sich der Kolben mit einem Hub hin- und herbewegt, der in Einklang mit dem Neigungswinkel der Taumelscheibe ist, wobei das Auslenkkontrollventil umfasst: eine elektromagnetische Spule; ein Antriebskraftübertragungselement, angetrieben von der elektromagnetischen Spule; einen Ventilkörper, der angepasst ist, um sich in eine Öffnungs- und eine Schließrichtung zu bewegen, um die Öffnungsmenge des Auslassdurchgangs einzustellen; einen Drucksensormechanismus, der angepasst ist, in Bewegungsrichtung des Ventilkörpers gemäß des Saugdrucks zu expandieren und zu kontrahieren, wobei der Drucksensormechanismus und das Antriebskraftübertragungselement auf gegenüberliegenden Seiten des Ventilkörpers angeordnet sind; ein Spulengehäuse, das die elektromagnetische Spule beherbergt; und ein Ventilgehäuse, das den Ventilkörper und den Drucksensormechanismus, enthält; wobei das Ventilgehäuse eine Beherbergungskammer enthält, die den Drucksensormechanismus beherbergt und die in Verbindung mit der Kontrolldruckkammer steht und ein Ventilgehäuse, das den Ventilkörper beherbergt und in Verbindung mit der Saugdruckregion steht, wobei der Ventilkörper einen Ventilöffnungsgrad besitzt, der von einer treibenden Kraft bestimmt wird, die auf den Ventilkörper mittels des Antriebskraftübertragungselements wirkt, sobald die elektromagnetische Spule aktiviert ist und der von einer treibenden Kraft, die gemäß des Saugdrucks durch Expansion und Kontraktion des Drucksensormechanismus, auf den Ventilkörper wirkt, bestimmt wird, wobei der Ventilkörper und der Drucksensormechanismus integral eine Ventileinheit bilden, wobei, sobald die elektromagnetische Spule deaktiviert ist, der Druck der Beherbergungskammer auf die Rückseite des Drucksensormechanismus wirkt, der gegenüber des Antriebskraftübertragungselements liegt, sodass eine Kraft in Richtung der geöffneten Position auf die Ventileinheit wirkt.
Taumelscheibenverdichter mit variabler Auslenkung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Auslenkkontrollventil eine Ventilöffnungsfeder enthält, die die Ventileinheit in Richtung der geöffneten Position drängt.
Taumelscheibenverdichter mit variabler Auslenkung nach den Ansprüchen 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Auslenkkontrollventil einen Führungsanteil enthält, der die Ventileinheit in den Bewegungsrichtungen des Ventilkörpers führt.
Taumelscheibenverdichter mit variabler Auslenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben aus einem Doppelkolben besteht.
Taumelscheibenverdichter mit variabler Auslenkung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationswelle Rotationskraft von Seiten einer externen Antriebsquelle durch eine kupplungslose Leistungsübertragung erhält.