DE19937109A1 - Druckbetätigtes Durchflußregelventil und Kältemittelverdichter in Verbindung mit dem Durchflußregelventil - Google Patents

Abstract

Es wird ein druckbetätigtes Durchflußregelventil vorgeschlagen, welches zur Anordnung in einem Fluidlieferkanal eines Kältemittelverdichters geeignet ist und welches aufweist: einen in dem Fluidlieferkanal vorgesehenen unbeweglich angeordneten Ventilsitz mit einer Ventilöffnung, ein beweglich angeordnetes Ventilelement, welches ein öffnungsverschließendes Ende aufweist und welches aufgrund eines Anstiegs einer über dem Durchflußregelventil in Erscheinung tretenden Druckdifferenz DELTAP über einen vorgegebenen Druckwert DELTAP1 bewegbar ist, selbst wenn die Druckdifferenz DELTA nahe bei dem vorgegebenen Druckwert DELTAP1 liegt, so daß es von dem Ventilsitz getrennt und in eine Position zum vollständigen Öffnen der Ventilöffnung gebracht wird, und eine magnetische Antriebseinheit zum Erzeugen einer magnetischen Anziehungskraft, um das Ventilelement konstant in Richtung Ventilsitz zu drängen. Wenn die Druckdifferenz DELTAP auf einen Druckwert unterhalb des vorgegebenen Druckwertes DELTAP1 sinkt, wird das Ventilelement bewegt, um in Kontakt mit dem Ventilsitz zu treten, um die Ventilöffnung zu schließen.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Bereich der Erfindung

Die Erfindung betrifft allgemein ein druckbetätigtes Durchflußregelventil, welches dafür ausgebildet ist, in Verbin­ dung mit einem Kältemittelverdichter verwendet zu werden. Im besonderen betrifft die Erfindung eine Verbesserung an einem druckbetätigten Durchflußregelventil, welches in einem Liefer­ kanal eines Kältemittelverdichters angeordnet ist, um einen Strom des verdichteten Kältemittels, welcher über eine Liefer­ öffnung des Kältemittelverdichters an ein externes Kältesystem, z. B. das Kältesystem einer Klimatisierungsanlage, abgegeben wird, zu regulieren.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Es gibt bereits verschiedene Arten von herkömmlichen Käl­ temittelverdichtern, die dafür geeignet sind, in Verbindung mit einem Fahrzeug-Kältesystem verwendet zu werden, um ein Kälte­ mittel zu verdichten. Ein typischer herkömmlicher Kältemittel­ verdichter weist ein Durchflußregelventil der druckbetätigten Art auf, welches in einem Lieferkanal zum Zuliefern des ver­ dichteten Kältemittels von dem Verdichter zu einem externen Kältesystem, z. B. einem Fahrzeug-Kältesystem, angeordnet ist.

Das herkömmliche Durchflußregelventil der druckbetätigten Art ist dazu vorgesehen, eine von dem Verdichter dem externen Kältesystem zufließende Liefermenge des verdichteten Kältemit­ tels in Abhängigkeit von einer Veränderung in einem Druckunter­ schied zwischen einem hohen Druck, der in dem Lieferkanal vor­ herrscht, und einem Druck, der in dem Kältesystem vorherrscht, zu steuern.

Das herkömmliche druckbetätigte Durchflußregelventil ist in Fig. 12 dargestellt und umfaßt einen unbeweglich angeordne­ ten Ventilsitz 101 in einem Bereich eines Hochdruckkältemittel- Lieferkanals 201 eines Kältemittelverdichters, in welchem ein Lieferdruck des verdichteten Kältemittels vorherrscht. Der Ven­ tilsitz 101 weist eine Ventilöffnung 101a auf, welche in dem Ventilsitz in Form einer Durchgangsbohrung hergestellt ist, die in Fließverbindung mit dem Lieferdruckbereich innerhalb des Verdichters und mit dem externen Kältesystem steht. Das druck­ betätigte Durchflußregelventil umfaßt ferner ein bewegliches Ventilelement 102, welches in dem Bereich des Hochdruckkälte­ mittel-Lieferkanals 201 angeordnet ist, derart, daß es zwischen Positionen zum Öffnen und Schließen eines dem externen Kälte­ system zuliegenden Endes der Ventilöffnung 101a bewegbar ist. Im einzelnen wird, wenn das Ventilelement 102 mit einem Ende des Ventilsitzes 101 in Kontakt kommt, die Ventilöffnung 101a durch das Ventilelement 101 verschlossen, und, wenn das Ventil­ element 102 von dem Ende des Ventilsitzes 101 wegbewegt wird, die Ventilöffnung 101a geöffnet, um eine Fließverbindung zwi­ schen dem Lieferdruckbereich und dem externen Kältesystem zu schaffen. Das Ventilelement 102 ist in einem hohlen Ventil­ gehäuse 103 aufgenommen, welches an einem für den Ventil­ sitz 101 vorgesehenen Flanschbereich fest angebracht ist. Das Ventilgehäuse 103 nimmt außerdem eine gewundene Feder 104 auf, welche das Ventilelement 102 konstant gegen den Ventilsitz 101 hin drängt. Wenn eine sich innerhalb des Hochdruckkältemittel- Lieferkanals 201 zwischen zwei Bereichen auf der einen und der anderen, einander gegenüberliegenden Seiten des druckbetätigten Durchflußregelventils ergebende Druckdifferenz über einen vor­ gegebenen Druckwert hinaus zunimmt, wird das Ventilelement 102 durch die Druckdifferenz entgegen der Federkraft der gewundenen Feder 104 in eine von dem Ventilsitz 101 wegweisende Richtung bewegt, wodurch die Ventilöffnung 101a geöffnet wird. Somit wird das verdichtete Kältemittel über das druckbetätige Durch­ flußregelventil von dem Verdichter zu dem externen Kältesystem geliefert.

Wenn andererseits die sich innerhalb des Hochdruckkälte­ mittel-Lieferkanals 201 zwischen zwei Bereichen auf der einen und der anderen, einander gegenüberliegenden Seiten des druck­ betätigten Durchflußregelventils ergebende Druckdifferenz unter den vorgegebenen Druckwert fällt, wird das Ventilelement 102 durch die Federkraft der gewundenen Feder 104 in Kontaktlage mit dem Ende des Ventilsitzes 101 gebracht, um die Ventilöff­ nung 101a zu verschließen. Demnach wird das verdichtete Kälte­ mittel nicht über den Hochdruck-Kältemittellieferkanal 201 von dem Verdichter zu dem externen Kältesystem geliefert.

Aus der vorstehenden Beschreibung ist erkennbar, daß das herkömmliche in dem Hochdruckkältemittel-Lieferkanal angeord­ nete druckbetätigte Durchflußregelventil die Lieferung des ver­ dichteten Kältemittels aufgrund einer Reduzierung des Druck­ unterschieds zwischen den in dem Lieferdruckbereich im Verdich­ terinneren und in einem zu dem externen Kältesystem gehörenden Bereich außerhalb des Verdichters vorherrschenden Drücken auf einen vorgegebenen Druckwert unterbrechen kann. So kann zum Beispiel bei einem kupplungslosen Kältemittelverdichter mit veränderlicher Förderleistung, der das herkömmliche druckbetä­ tigte Durchflußregelventil aufweist und der in einem Kälte­ system für eine Fahrzeugklimaanlage benutzt wird, die Lieferung des verdichteten Kältemittels von dem Verdichter zu dem Kälte­ system unterbrochen werden, wenn der Verdichter mit seiner minimalen Förderleistung arbeitet. Wenn also das Fahrzeug-Kli­ masystem die Luft im Inneren des Fahrgastraums des Fahrzeugs nicht kühlen muß, kann das externe Kühlsystem einen durch das­ selbe hindurch umlaufenden Kältemittelstrom unterbrechen, indem die Förderleistung des Verdichters auf seine minimale Förder­ leistung herabgesetzt wird.

Da aber das beschriebene herkömmliche druckbetätigte Durchflußregelventil so aufgebaut ist, daß das Drängen des Ventilelements 102 gegen seine geschlossene Stellung hin, in der es die Ventilöffnung 101a verschließt, durch die Verwendung der Federkraft der gewundenen Feder 104 geschieht, ändert sich die Federkraft der gewundenen Feder 104, die das Ventilele­ ment 102 in seine geschlossene Stellung drängt, aufgrund einer Änderung in einem Kontraktionsgrad der gewundenen Feder 104, d. h. einer Änderung in einem Ausmaß der Wegbewegung des Ventil­ elements 102 von dem Ventilsitz 101. Es resultieren hieraus mehrere Unannehmlichkeiten, wie im folgenden dargelegt.

(1) Selbst wenn die Druckdifferenz zwischen den Drücken, welche in dem Kältemittel-Lieferkanal in zwei, dem Lieferdruck­ bereich im Verdichterinneren zuliegenden und dem externen Käl­ tesystem zuliegenden Bereichen über dem druckbetätigten Durch­ flußregelventil vorherrschen, über einen vorgegebenen Druckwert steigt, kann in dem Fall, daß die Druckdifferenz an sich im wesentlichen der Größe des vorgegebenen Druckwertes entspricht, das Ventilelement 102 nicht weiter von dem Ventilsitz 101 weg, in eine Kontaktlage mit einer inneren Stirnfläche 103a des Ven­ tilgehäuses 103 (Fig. 12) gebracht werden. Namentlich kann die Ventilöffnung 101a nicht vollständig geöffnet werden und wird häufig in einem halbgeöffneten Zustand gehalten. Der von dem Verdichter zu dem externen Kältesystem gelieferte Hochdruckkäl­ temittelstrom erfährt also eine Drosselung durch die halbgeöff­ nete Ventilöffnung 101a, wenn er die Ventilöffnung 101a pas­ siert, was dazu führt, daß ein Druckverlust erzeugt wird. In­ folge der Erzeugung das Druckverlustes in dem von dem Verdich­ ter zu dem externen Kältesystem gelieferten verdichteten Kälte­ mittel muß der Kältemittelverdichter eine übermäßige Verdich­ tung des Kältemittels vornehmen, um den Druckverlust auszuglei­ chen. Dementsprechend verschlechtern sich der volumetrische Wirkungsgrad des Verdichters (d. h. das Verhältnis zwischen dem von den Kolben von z. B. einem Kolbenkältemittelverdichter ver­ drängten Kältemittelvolumen und dem von den Kolben angesaugten Kältemittelvolumen) und der Leistungskoeffizient (d. h. das Ver­ hältnis zwischen der Kälteleistung des externen Kältesystems und einem Wärmeäquivalent zu einer von dem Verdichter aufge­ brachten Arbeit).

(2) Wenn die Ventilöffnung 101a in einer halboffenen Stellung freigegeben ist, kommt das Ventilelement 102 nicht in Berührung mit der inneren Stirnfläche 103a des Ventilgehäu­ ses 103, und dementsprechend kann das Ventilelement 102 von dem Ventilgehäuse 103 keine körperliche und stabile Stützung erfah­ ren. Das Ventilelement 102 zeigt darum Neigung dazu, Pendel- oder Schwingungsbewegungen zwischen der inneren Stirnflä­ che 103a des Ventilgehäuses 103 und dem Ende des Ventilsit­ zes 101 auszuführen. Diese Schwingungsbewegung des Ventilele­ ments 102 verursacht eine Zunahme in der Größe der Druckpulsa­ tionen, die indem von dem Verdichter zu dem Kältesystem strö­ menden verdichteten Kältemittel in Erscheinung treten, wenn das Kältemittel durch das druckbetätigte Durchflußregelventil strömt. Dementsprechend verstärken sich Schwingungen und Geräu­ sche, die in einer sich zwischen dem Verdichter und dem exter­ nen Kältesystem erstreckenden Gasleitung auftreten.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Demnach liegt eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die oben erwähnten Unvollkommenheiten, welche bei dem herkömmlichen druckbetätigten Durchflußregelventil anzutreffen sind, zu vermeiden.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Schaffung eines neuartigen druckbetätigten Durchflußregel­ ventils, welches dafür geeignet ist, in einem Hochdruckfluid­ kanal angeordnet zu werden und in der Lage ist, ein Ventilele­ ment in eine Position zu bewegen, welche eine in dem Fluidkanal befindliche Ventilöffnung vollständig öffnet, wenn eine Druck­ differenz zwischen Drücken, welche in zwei verschiedenen Berei­ chen in einem Abstand voneinander über dem Durchflußregelventil vorherrschen, größer ist als ein vorgegebener Druckwert, und zwar selbst dann, wenn die Druckdifferenz sehr nahe bei dem vorgegebenen Druckwert liegt.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt in der Schaffung eines Kältemittelverdichters in Verbindung mit einem druckbetätigten Durchflußregelventil der oben definierten Art, wobei das Ventil in einem Hochdruckkältemittel-Lieferkanal angeordnet werden kann, um die Lieferung des verdichteten Käl­ temittels von dem Verdichter zu einem externen Kältesystem zu steuern.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein druckbetätigtes Durchflußregelventil geschaffen, welches zur Anordnung in einem Fluidkanal geeignet ist, in dem ein unter Druck stehendes Fluid von einem Bereich hohen Drucks zu einem Bereich geringeren Drucks strömt, und welches umfaßt: einen Ventilsitz mit einer Ventildurchgangsöffnung an einem Ende des Ventilsitzes, ein Ventilelement, welches indem Bereich gerin­ geren Drucks des Fluidkanals, bezogen auf den Ventilsitz, ange­ ordnet ist und aufgrund einer Veränderung in einem Druckunter­ schied zwischen Drücken, welche in den beiden Bereichen hohen Drucks und geringeren Drucks, bezogen auf den Ventilsitz, vor­ herrschen, zu dem Ventilsitz hin- und von diesem wegbewegt wird, um die Ventilöffnung zu schließen und zu öffnen, wobei das druckbetätigte Durchflußregelventil Antriebsmittel umfaßt, um das Ventilelement konstant gegen das Ende des Ventilsitzes hin zu treiben, wobei die Antriebsmittel auf das Ventilelement eine veränderliche treibende Kraft aufbringen, die von einer größten Kraft, die sich zeigt, wenn das Ventilelement in Kon­ takt mit dem Ende des Ventilsitzes ist, um die Ventilöffnung zu schließen, bis zu einer geringeren Kraft, die sich zeigt, wenn das Ventilelement durch den Differenzdruck von dem Ende des Ventilsitzes wegbewegt wird, variiert.

Wenn sich das Ventilelement in Kontakt mit dem Ventilsitz befindet, um die Ventilöffnung zu schließen, wird das Ventil­ element durch die Aufbringung der größten treibenden Kraft der Antriebsmittel auf den Ventilsitz gegen den Ventilsitz ge­ drückt. Wenn also ein Druckunterschied zwischen den in den beiden Bereichen hohen Drucks und geringeren Drucks des Fluid­ kanals vorherrschenden Drücken kleiner ist als ein vorgegebener Druckwert, wird die Ventilöffnung des Ventilsitzes durch das Ventilelement infolge der Aufbringung der treibenden Kraft der Antriebsmittel auf das Ventilelement in ihrem geschlossenen Zu­ stand gehalten. Also unterbricht das druckbetätigte Durchfluß­ regelventil den Fluß des Fluids von dem Bereich hohen Drucks zu dem Bereich geringeren Drucks in dem Fluidkanal. Wenn die Ven­ tilöffnung des Ventilsitzes geschlossen ist, wird, wenn der Druckunterschied auf einen Druck ansteigt, der gleich oder höher ist als der vorgegebene Druckwert, das Ventilelement ent­ gegen der auf das Ventilelement aufgebrachten treibenden Kraft der Antriebsmittel von dem Ventilsitz wegbewegt. Aufgrund der Wegbewegung des Ventilelements von dem Ventilsitz verringert sich die von den Antriebsmitteln auf das Ventilelement wirkende treibende Kraft, und demgemäß kann das Ventilelement schnell weit von dem Ventilsitz wegbewegt werden, um die Ventilöffnung vollständig zu öffnen.

Bevorzugt umfassen die Antriebsmittel des druckbetätigten Durchflußregelventils Magnetmittel zum Erzeugen einer magneti­ schen Anziehungskraft, die zwischen dem Ende des Ventilsitzes und dem Ventilelement wirkt, um das Ventilelement gegen den Ventilsitz hin zu drängen. Also fungiert die magnetische Anzie­ hungskraft der Magnetmittel als die treibende Kraft der obener­ wähnten Antriebsmittel. Es sollte offensichtlich sein, daß die magnetische Anziehungskraft der Magnetmittel mit einer Zunahme in der Distanz zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilelement kleiner wird. Die größte magnetische Kraft, die von den Magnet­ mitteln auf das Ventilelement ausgeübt wird, wird dann erhal­ ten, wenn sich das Ventilelement in Kontakt mit dem Ventilsitz befindet.

Die Magnetmittel sind bevorzugt zumindest von dem Ventil­ sitz oder dem Ventilelement umfaßt.

Einer der Teile Ventilsitz und Ventilelement, welcher die Magnetmittel umfaßt, weist bevorzugt ein Umhüllungsglied auf, welches von einem magnetischen Material gebildet ist und die Magnetmittel umhüllt, wobei die von einem magnetischen Werk­ stoff gebildete Umhüllung als Magnetkreis-Mittel wirkt, welches die zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilelement wirkende magnetische Anziehungskraft verstärkt.

Weiter bevorzugt umfaßt das druckbetätigte Durchflußregel­ ventil ein Ventilgehäuse, um darin das Ventilelement beweglich aufzunehmen, wobei das Ventilgehäuse mit dem Ventilsitz fest verbunden ist. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung sind die Magnetmittel als Ganzes von dem Ventilelement umfaßt, welches in dem aus nicht-magnetischem Material herge­ stellten Ventilgehäuse aufgenommen ist. Bei einer anderen Aus­ führungsform sind die Magnetmittel als Ganzes von dem Ventil­ sitz umfaßt, und das Ventilelement ist aus einem magnetischen Material hergestellt. Bei dieser letztgenannten Ausführungsform ist das mit dem Ventilsitz fest verbundene Ventilgehäuse aus magnetischem Material hergestellt, um die Magnetkreis-Mittel für die Magnetmittel zu bilden.

Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung ist einer der Teile Ventilsitz und Ventilelement, welcher die Magnetmittel umfaßt, im wesentlichen und im ganzen von einem Dauermagneten gebildet. Der Dauermagnet ist bevorzugt als ein Glied von säulenförmiger Gestalt ausgebildet.

Bei einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfin­ dung umfaßt einer der Teile Ventilsitz und Ventilelement, wel­ cher die Magnetmittel umfaßt, einen Körperbereich, der von einem Kunststoff gebildet ist und darin die Magnetmittel hält. So weist der Körperbereich des Ventilsitzes oder des Ventilele­ ments darin ausgebildet eine Sitzfläche des Ventilsitzes bzw. eine öffnungsverschließende Fläche des Ventilelements auf. Die von dem Körperbereich gehaltenen Magnetmittel sind bevorzugt in dem Körperbereich eingebettet. Bevorzugt weist die in dem Kör­ perbereich gebildete Sitzfläche des Ventilsitzes oder öffnungs­ verschließende Oberfläche des Ventilelements ein damit verbun­ denes dämpfendes Glied auf.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Kältemittelverdichter geschaffen, welcher umfaßt:
eine Antriebswelle, welche von einer Antriebsquelle zu einer Drehbewegung angetrieben wird;
einen Zylinderblock mit einer Zylinderbohrung, in welcher ein Kolben eine hin- und hergehende Bewegung ausführen kann, um dadurch ein von einem Saugraum angesaugtes Kältemittel zu ver­ dichten und das verdichtete Kältemittel in einen Druckraum aus­ zuschieben;
eine Kurvenscheibe, welche in einem Kurbelraum angeordnet ist, um den Kolben auf der Grundlage der Rotation der Antriebs­ welle hin- und hergehen zu lassen;
einen Gaslieferkanal, der sich von dem Druckraum zu einer Lieferöffnung erstreckt, welche mit einem externen Kältesystem über eine Fluidleitung verbindbar ist; und
ein druckbetätigtes Durchflußregelventil, welches in dem Gaslieferkanal angeordnet ist, um einen Förderstrom des Kälte­ mittels, welcher durch den Gaslieferkanal hindurch von dem Druckraum, über die Lieferöffnung, zu dem externen Kältesystem fließt, zu regulieren;
wobei das druckbetätigte Durchflußregelventil umfaßt:
einen Ventilsitz, welcher in einem Bereich des Gasliefer­ kanals fest angeordnet ist, um auf seiner einen Seite, die dem Druckraum zuliegt, einen Bereich hohen Drucks zu bilden und auf seiner Gegenseite, die der Lieferöffnung zuliegt, einen Bereich geringeren Drucks zu bilden, wobei der Ventilsitz eine Ventil­ durchgangsöffnung an einem Ende des Ventilsitzes nach dem Be­ reich geringeren Drucks hin aufweist;
ein Ventilelement, welches in dem Bereich geringeren Drucks des Gaslieferkanals, bezogen auf den Ventilsitz, ange­ ordnet ist und aufgrund einer Veränderung in einer Druckdiffe­ renz zwischen Drücken, welche in den beiden Bereichen hohen und geringeren Druckes vorherrschen, zu dem Ventilsitz hin- und von diesem wegbewegt wird, um die Ventilöffnung zu schließen und zu öffnen; und
Antriebsmittel, um das Ventilelement konstant gegen das Ende des Ventilsitzes hin zu treiben, wobei die Antriebsmittel auf das Ventilelement eine veränderliche treibende Kraft auf­ bringen, die von einer größten Kraft, welche sich zeigt, wenn das Ventilelement in Kontakt mit dem Ende des Ventilsitzes ist, um dadurch die Ventilöffnung zu schließen, bis zu einer gerin­ geren Kraft, welche sich zeigt, wenn das Ventilelement durch den Differenzdruck von dem Ende des Ventilsitzes getrennt wird, variiert.

Wenn eine Druckdifferenz zwischen Drücken, welche in dem Bereich hohen Drucks und dem Bereich geringeren Drucks des Gas­ lieferkanals vorherrschen, auf einen Druck oberhalb eines vor­ gegebenen Druckwertes ansteigt, wird das Ventilelement durch die Druckdifferenz entgegen der treibenden Kraft der Antriebs­ mittel von dem Ventilsitz wegbewegt, und sobald das Ventilele­ ment von dem Ventilsitz getrennt ist, wird das Ventilelement schnell weit von dem Ventilsitz wegbewegt, um die Ventilöffnung vollständig zu öffnen, infolge einer Reduzierung der treibenden Kraft, die auf das Ventilelement von den Antriebsmitteln aufge­ bracht wird.

Wenn die in dem Kurbelraum angeordnete Kurvenscheibe zum Hin- und Herbewegen des Kolbens auf der Grundlage der Rotation der Antriebswelle eine Kurvenscheibe mit veränderlicher Neigung umfaßt, die einen hin- und hergehenden Hub des Kolbens in Ab­ hängigkeit von einer anpaßbaren Änderung eines in dem Kurbel­ raum vorherrschenden Kurbelraumdrucks ändert, umfaßt der Kälte­ mittelverdichter weiter einen Steuerkanal, welcher den Kurbel­ raum mit dem Druckraum fluidisch verbindet, und ein zusätzli­ ches Durchflußregelventil, welches in dem Steuerkanal angeord­ net ist, um einen Strom des Kältemittels, der durch einen vor­ gegebenen Bereich des Steuerkanals hindurchgeht, zu regulieren, um dadurch den Kurbelraumdruck zu steuern.

KURZBESCHREIBUNG DER FIGUREN

Fig. 1 ist ein Längsschnitt eines Kältemittelverdichters mit veränderlicher Förderleistung der kupplungslosen Art, wel­ cher ein druckbetätigtes Durchflußregelventil gemäß der vorlie­ genden Erfindung umfaßt, um die Lieferung von verdichtetem Käl­ temittel zu regulieren;

Fig. 2 ist dieselbe Schnittansicht wie Fig. 1, wobei der Verdichter in dem Zustand gezeigt ist, in dem er mit seiner minimalen Förderleistung arbeitet;

Fig. 3 ist eine vergrößerte Ansicht eines Bereichs des Verdichters von Fig. 1, welche das druckbetätigte Durchfluß­ regelventil gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei ein Ventilelement des Durchflußregelven­ tils in eine Position für ein vollständiges Öffnen einer Ventilöffnung eines Ventilsitzes bewegt ist;

Fig. 4 ist dieselbe vergrößerte Ansicht wie Fig. 3, wobei das Ventilelement des Durchflußregelventils von Fig. 3 in eine Position zum Schließen der Ventilöffnung des Ventilsitzes be­ wegt ist;

Fig. 5 ist ein Graph, der die Strömungskennlinien der druckbetätigten Durchflußregelventile zeigt, von denen eines der erfindungsgemäßen Ausführungsform entspricht und das andere dem Stand der Technik entspricht;

Fig. 6 ist eine querschnittliche Darstellung ähnlich Fig. 4, die ein druckbetätigtes Durchflußregelventil gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei ein Ventilelement in eine Position zum Schließen einer Ventilöffnung bewegt ist;

Fig. 7 ist eine querschnittliche Darstellung ähnlich Fig. 4, die ein druckbetätigtes Durchflußregelventil gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei ein Ventilelement in eine Position zum Schließen einer Ventilöffnung bewegt ist;

Fig. 8 ist eine querschnittliche Darstellung ähnlich Fig. 4, die ein druckbetätigtes Durchflußregelventil gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei ein Ventilelement in eine Position zum Schließen einer Ventilöffnung bewegt ist;

Fig. 9 ist eine querschnittliche Darstellung ähnlich Fig. 4, die ein druckbetätigtes Durchflußregelventil gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei ein Ventilelement in eine Position zum Schließen einer Ventilöffnung bewegt ist;

Fig. 10 ist eine querschnittliche Darstellung ähnlich Fig. 4, die ein druckbetätigtes Durchflußregelventil gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei ein Ventilelement in eine Position zum Schließen einer Ventilöffnung bewegt ist;

Fig. 11 ist eine querschnittliche Darstellung ähnlich Fig. 4, die ein druckbetätigtes Durchflußregelventil gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, wobei ein Ventilelement in eine Position zum Schließen einer Ventilöffnung bewegt ist; und

Fig. 12 ist eine querschnittliche Darstellung eines druck­ betätigten Durchflußregelventils nach dem Stand der Technik.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN Erste Ausführungsform

Es wird nun auf die Fig. 1 und 2 Bezug genommen, gemäß welchen ein kupplungsloser Kältemittelverdichter mit veränder­ licher Förderleistung ein vorderes Gehäuse 11 aufweist, welches mit einem vorderen Ende eines mit mehreren Zylinderbohrun­ gen 12a versehenen Zylinderblocks 12 dicht verbunden ist. Der Kältemittelverdichter umfaßt ferner ein hinteres Gehäuse 13, welches mit einem hinteren Ende des Zylinderblocks 12 über eine Ventilöffnungen- oder -kanäle bildende Platte 14 (im folgenden kurz Ventilplatte genannt) dicht verbunden ist.

Das vordere Gehäuse 11 und der Zylinderblock 12 bilden einen Kurbelraum 15, in dem sich eine axiale Antriebswelle 16 erstreckt, und halten die axiale Antriebswelle 16 so, daß sie um eine Drehachse "L" drehbar ist.

Eine Scheibe 17 ist an einem vorderen röhrenförmigen Vor­ sprung des vorderen Gehäuses 11 über ein Lager 18 der schräg­ gestellten Art so gehalten, daß sie um eine mittige Achse des Lagers 18 drehbar ist, und ist mit der Antriebswelle 16 mittels eines Befestigungsschraubbolzens fest verbunden. Die Scheibe 17 ist mit einer externen Antriebskraftquelle, z. B. einem Fahr­ zeugmotor, über einen Riemen 19 unmittelbar - ohne Zwischen­ schaltung einer Kupplungseinrichtung - verbunden. Wenn also der Fahrzeugmotor in Betrieb ist, wird die Antriebskraft des Fahr­ zeugmotors über Riemen 19 und Scheibe 17 direkt auf die An­ triebswelle 16 übertragen, um die Antriebswelle 16 in Drehung zu versetzen.

Der Kältemittelverdichter umfaßt ferner eine Dreh­ stütze 22, welche mit der Antriebswelle 16 innerhalb des Kurbelraums 15 fest verbunden ist, so daß sie zusammen mit der Antriebswelle 16 drehbar ist. Eine Kurvenscheibe oder Taumel­ scheibe 23 ist um die Antriebswelle 16 in der Weise angeordnet, daß die Kurvenscheibe 23 eine Gleitbewegung in einer Richtung ausführen kann, die mit der Achse "L" der Antriebswelle 16 zu­ sammenfällt, und in der Lage ist, ihren Neigungswinkel bezüg­ lich einer zu der Achse "L" der Antriebswelle 16 senkrechten Ebene zu verändern. Im einzelnen steht die Kurvenscheibe 23 mit einem sich nach hinten erstreckenden Stützarm der Drehstütze 22 in Eingriff, und zwar über einen Gelenkmechanismus 24, der ein kugeliges Glied umfaßt, welches in einer vorderen Erstreckung der Kurvenscheibe 23 ausgebildet ist, und eine bohrungsartige Aufnahme, die an einem Ende des Stützarms der Drehstütze 22 ausgebildet ist. Der Gelenkmechanismus 24 ist vorgesehen, um die Kurvenscheibe 23 ihren Neigungswinkel ändern und im Gleich­ lauf mit der Antriebswelle 16 rotieren zu lassen. Wenn der mit­ tige Bohrungsbereich der Kurvenscheibe 23 eine Gleitbewegung entlang der Antriebswelle 16 in Richtung des vorderen Endes des Zylinderblocks 12 ausführt, verkleinert sich der Neigungswinkel der Kurvenscheibe 23, wie in Fig. 2 gezeigt. Eine Feder 26 ist zwischen der Drehstütze 22 und der Kurvenscheibe 23 angeordnet, um die Kurvenscheibe 23 konstant gegen ihre Position hin zu drängen, die sie an das vordere Ende des Zylinderblocks 12 her­ anführt.

Auf der anderen Seite ist es der Kurvenscheibe 23 gestat­ tet, sich in Richtung einer Position zu bewegen, in der sie mit der Drehstütze 22 in Berührung tritt. Wenn sich die Kurven­ scheibe 23 in Kontakt mit der Drehstütze 22 befindet, erreicht die Kurvenscheibe 23 die Stellung, in der ihr Neigungswinkel ein Maximum ist.

Der Zylinderblock 12 weist eine Bohrung 27 auf, welche in einem mittigen Bereich desselben ausgebildet ist, um ein Stop­ fenelement 28 aufzunehmen, welches als zylindrisches hohles Element ausgebildet ist. Das Stopfenelement 28 ist in der Boh­ rung 27 des Zylinderblocks 12 so aufgenommen, daß es in axialer Richtung gleitbeweglich ist, und ist mit einer an späterer Stelle beschriebenen Schließfläche 34 an seinem hintersten Ende und einer ringförmigen Schulter 28a an einem axial mittigen Be­ reich versehen. Eine Feder 29 ist zwischen der Schulter 28a und einer ringförmigen Sitzfläche 27a der Bohrung 27 angeordnet, um das verschiebliche Stopfenelement 28 in Richtung Kurvenschei­ be 23 zu drängen, d. h. in eine Richtung, die es von der Sitz­ fläche 27a der mittigen Bohrung 27 entfernt. Ein hinteres Ende der Antriebswelle 16 ist über ein Radiallager 30 in das Stop­ fenelement 28 gefügt, welches so angeordnet ist, daß es axial gleitbeweglich mit dem Stopfenelement 28 in Richtung der Achse "L" der Antriebswelle 16 ist.

Ein Saugkanal 32 zum Einleiten von noch nicht verdichtetem Kältemittel aus einem externen Kältesystem in das Innere des Verdichters ist in einem mittigen Bereich des hinteren Gehäu­ ses 13 und der Ventilplatte 14 angeordnet. Der Saugkanal 32 ist durch eine axiale Bohrung gebildet, welche ein hinteres Ende aufweist, welches in der Stirnfläche des hinteren Gehäuses 13 mündet, und ein vorderes Ende, welches in der mittigen Boh­ rung 27 des Zylinderblocks 12 mündet. Das vordere Ende des Saugkanals 32 ist von einer Positionierfläche 33 umgeben, wel­ che in einer inneren Stirnfläche der Ventilplatte 14 ausgebil­ det ist. Die Positionierfläche 33 der Ventilplatte 14 ist so angeordnet, daß sie der Schließfläche 34 des Stopfenelements 28 gegenüberliegt. Wenn also das Stopfenelement 28 nach hinten, gegen die Federkraft der Feder 29 bewegt wird, kann die Schließfläche 34 des Stopfenelements 28 in Kontakt mit der Positionierfläche 33 gebracht werden. Wenn sich die Schließflä­ che 34 des Stopfenelements 28 mit der Positionierfläche 33 der Ventilplatte 14 in Kontakt befindet, wird das vordere Ende des Saugkanals 32 durch die Schließfläche 34 des Stopfenelements 28 verschlossen und damit die Fließverbindung zwischen dem Saugka­ nal 32 und der Bohrung 27 unterbrochen.

Ein Drucklager 35 ist zwischen der hinteren Stirnfläche der Kurvenscheibe 23 und dem vorderen Ende des Stopfenele­ ments 28 angeordnet und verschieblich mit der Antriebswelle 16 verbunden. Das Drucklager 35 wird durch die Federkraft der Feder 29 konstant gegen die hintere Stirnfläche der Kurven­ scheibe 23 hin gedrängt, und das Drucklager 35 wird konstant mit sowohl der Kurvenscheibe 23 wie auch dem Stopfenelement 28 in Kontakt gehalten, ungeachtet der Veränderung des Neigungs­ winkels der Kurvenscheibe 23. Wenn also die Kurvenscheibe 23 unter Verringerung ihres Neigungswinkels nach dem vorderen Ende des Zylinderblocks 12 hin bewegt wird, wird das Stopfenele­ ment 28, über das Drucklager 35, durch die Kurvenscheibe 23 ge­ schoben und entgegen der Federkraft der Feder 29 bewegt, bis seine Schließfläche 34 mit der Positionierfläche 33 des Stop­ fenelements 28 zur Berührung kommt. Bei Inkontaktkommen der Schließfläche 34 des Stopfenelements 28 mit der Positionierflä­ che 33 des Stopfenelements 28 wird die Bewegung der Kurven­ scheibe 23, bei der sie ihren Neigungswinkel verkleinert, ange­ halten, und der Neigungswinkel der Kurvenscheibe 23 nimmt ein Minimum ein, was geringfügig größer ist als 0 Grad.

In den mehreren Zylinderbohrungen 12a des Zylinder­ blocks 12 ist eine entsprechende Zahl von einfachwirkenden Kol­ ben 36 aufgenommen, um die jeweiligen einfachwirkenden Kol­ ben 36 durch die Kurvenscheibe 23 hin- und hergehen zu lassen. Im einzelnen stehen die jeweiligen einfachwirkenden Kolben 36 mit der Kurvenscheibe 23 über Schuhe 37, 37 in Eingriff, und somit wird die Rotation der Kurvenscheibe 23 um die Dreh­ achse "L" der Antriebswelle 16 in die hin- und hergehende Bewe­ gung der jeweiligen Kolben 36 innerhalb der Zylinderbohrun­ gen 12a umgesetzt.

Das hintere Gehäuse 13 ist mit einem Saugraum 38 für das noch nicht verdichtete Kältemittel und einem Druckraum 39 für das bereits verdichtete Kältemittel versehen. Demnach korre­ spondiert der Saugraum 38 zu einem Saugdruckbereich, der von dem Kältemittel unter einem niederen Saugdruck eingenommen wird, und der Druckraum 39 korrespondiert zu einem Lieferdruck­ bereich, der von dem Kältemittel unter einem hohen Lieferdruck eingenommen ist. Die Ventilplatte 14 weist Saugöffnungen 40 auf, die sich mit den entsprechenden Zylinderbohrungen 12a decken, sowie Ausschuböffnungen 42, die sich in ähnlicher Weise mit den entsprechenden Zylinderbohrungen 12a decken. Saugven­ tile 41, welche an einer Innenfläche der Ventilplatte 14 ange­ ordnet sind, sind dazu vorgesehen, die entsprechenden Saugöff­ nungen 40 öffenbar zu verschließen, und Druckventile 43, an der gegenüberliegenden Stirnfläche der Ventilplatte 14 angebracht, sind dafür vorgesehen, die Ausschuböffnungen 42 öffenbar zu verschließen.

Wenn die jeweiligen einfachwirkenden Kolben 36 von ihrer oberen Totpunktlage zu ihrer unteren Totpunktlage bewegt.wer­ den, wird das Kältemittel von dem Saugraum 38 über die Saugöff­ nungen 40 und die geöffneten Saugventile 41 in die Zylinderboh­ rungen 12a gesaugt. Das in die entsprechenden Zylinderbohrun­ gen 12a eingesaugte Kältemittel wird durch die entsprechenden einfachwirkenden Kolben 36 auf einen vorbestimmten hohen Druck verdichtet, wenn sich die Kolben 36 von ihrem unteren Totpunkt zu ihrem oberen Totpunkt innerhalb der Zylinderbohrungen 12a bewegen. Das verdichtete Kältemittel wird aus den entsprechen­ den Zylinderbohrungen 12a über die Ausschuböffnungen 42 und die geöffneten Druckventile 43 in den Druckraum 39 ausgeschoben.

Ein zwischen der Drehstütze 22 und einer Innenwandung des vorderen Gehäuses 11 angeordnetes Drucklager 44 ist vorgesehen, um eine Axialkraft aufzunehmen, die aufgrund der Verdichtung des Kältemittels in Erscheinung tritt und die über die Kol­ ben 36, die Schuhe 37, die Kurvenscheibe 23 und den Gelenk­ mechanismus 24 auf die Drehstütze 22 übertragen wird.

Der Saugraum 38 steht über eine Verbindungsöffnung 45, welche durch die Ventilplatte 14 gebohrt und benachbart zu dem Saugkanal 32 angeordnet ist, mit der mittigen Bohrung 27 in fluidischer Verbindung. Es wird erkennbar sein, daß, wann die Schließfläche 34 des Stopfenelements 29 mit der Positionierflä­ che 33 der Ventilplatte 14 in Berührung kommt, die Verbindungs­ öffnung 45 von dem Saugkanal 32 fluidisch getrennt wird und da­ durch auch der Saugraum 38 von dem Saugkanal 32 fluidisch ge­ trennt wird.

Ein langer Fluidkanal 46 ist in der Mitte der Antriebs­ welle 16 ausgebildet, derart, daß er von dem innersten Ende der Antriebswelle 16 in eine Position reicht, die der Innenwandung des vorderen Gehäuses 11 benachbart ist. Ein innerstes Ende des langen Fluidkanals 46 steht über einen radialen Kanal 46a und eine ringförmige Ausnehmung 11a des vorderen Gehäuses 11 mit dem Kurbelraum 15 in fluidischer Verbindung; Der lange Fluid­ kanal 46 schafft eine Fließverbindung zwischen dem Kurbel­ raum 15 und dem Inneren des Stopfenelements 28, und das Innere des Stopfenelements 28 ist mit dem Inneren der Bohrung 27 des Zylinderblocks 12 über eine Öffnung 47 fluidisch verbunden, welche in einem Bereich des Umfangs des Stopfenelements 28 an einer zu der Schließfläche 34 benachbarten Stelle ausgebildet ist. Im einzelnen ist die Öffnung 47 dazu vorgesehen, das gas­ förmige Kältemittel aus dem Fluidkanal 46 und dem Inneren des Stopfenelements 28 aus- und in das Innere der Bohrung 27 ein­ bringen zu können.

In dem hinteren Gehäuse 13 ist ein Fluidlieferkanal 50 ausgebildet, um das Kältemittel nach erfolgter Verdichtung durch ihn hindurch von dem Druckraum 39 nach dem externen Käl­ tesystem hin gelangen zu lassen, wenn letzteres an eine Liefer­ öffnung angeschlossen ist, die in einem Bereich des hinteren Gehäuses 13 angeordnet ist. Ein druckbetätigtes Durchflußregel­ ventil 52 gemäß der ersten Ausführungsform ist in dem Fluidlie­ ferkanal 50 zwischen dem Druckraum 39 und der Lieferöffnung an­ geordnet. Das druckbetätigte Durchflußregelventil 52 ist dazu vorgesehen, einen Strom des verdichteten Kältemittels, der von dem Verdichter dem externen Kältesystem zugeliefert wird, zu regulieren, wobei die regulierende Funktion des Durchflußregel­ ventils 52 ausgelöst wird durch eine Druckdifferenz zwischen Drücken, die in zwei voneinander beabstandeten Druckbereichen, welche sich auf den einander gegenüberliegenden Seiten des Durchflußregelventils 52 erstrecken, vorherrschen.

Ein Fluidzuleitungskanal 48 ist vorgesehen, um eine Fließ­ verbindung zwischen dem Druckraum 39 und dem Kurbelraum 15 über ein in dem hinteren Gehäuse 13 aufgenommenes Fördermengenregel­ ventil 49 zu schaffen. Das Fördermengenregelventil 49 ist ein durch Elektromagneten (Solenoid) betätigtes Ventil, welches ein Solenoid 49a aufweist, das durch Anlegen eines elektrischen Stroms von einer noch zu beschreibenden externen Steuereinrich­ tung elektrisch erregt wird, und ein Ventilelement 49b, welches zwischen Positionen zum Öffnen und Schließen einer Ventilöff­ nung, welche in einem Bereich des Fluidzuleitungskanals 48 vor­ gesehen ist, vermittels der Betätigung des Solenoid 49a hin- und herbewegbar ist. Wird die Ventilöffnung durch das Förder­ mengenregelventil 49 geöffnet, findet die Zulieferung des Hoch­ druckkältemittels von dem Druckraum 39 in den Kurbelraum 15 statt, um ein indem Kurbelraum 15 vorherrschendes Druckniveau zu steuern. Als Folge hiervon wird eine Bewegung der Kurven­ scheibe 23, bei der sie ihren Neigungswinkel verändert, inner­ halb des Kurbelraums 15 herbeigeführt. Der Abzug des Kältemit­ tels aus dem Kurbelraum 15 in den Saugdruckbereich, um das Druckniveau in dem Kurbelraum 15 zu senken, erfolgt über den bereits erwähnten langen Fluidkanal 46 in der Antriebswelle 16. Wenn der oben beschriebene Kältemittelverdichter in ein Kältesystem eingebunden ist, ist eine externe Fluidleitung 61 zwischen der Lieferöffnung des Verdichters, durch die das ver­ dichtete Kältemittel von dem Verdichter geliefert, und dem Saugkanal 32 zum Einführen des Kältemittels unter einem Saug­ druck von dem externen Kältesystem vorgesehen. Im einzelnen weist das Kältesystem einen Verflüssiger 62, ein Expansionsven­ til 63 und einen Verdampfer 64 auf, die in Reihe geschaltet in der Fluidleitung 61 vorgesehen sind. Ein Temperaturfühler oder Thermosensor 65 ist benachbart zu dem Verdampfer 64 angeordnet, um die Temperatur des den Verdampfer 64 durchströmenden Kälte­ mittels zu detektieren. Die von dem Thermosensor 65 detektierte Temperatur wird einem Steuercomputer 66 zugeführt. Das Erregen und Entregen des Solenoid 49a des Solenoid-betätigten Förder­ mengenregelventils 49 wird durch den Steuercomputer 66 auf der Grundlage der von dem Thermosensor 65 detektierten Temperatur des Kältemittels gesteuert. Im einzelnen wird, wenn ein Ein/Aus-Schalter 67 für ein Klimagerät eingeschaltet ist, der Steuercomputer 66 ein Steuersignal aussenden, welches das So­ lenoid 49a des Fördermengenregelventils 49 stromlos macht, wenn die von dem Thermosensor 65 detektierte Temperatur niedriger ist als ein vorgegebener Temperaturwert. Es sollte klar sein, daß, wenn die detektierte Temperatur auf die vorgegebene Tempe­ ratur abfällt, der Verdämpfer 64 in einen spezifischen Zustand versetzt wird, in dem es geschehen kann, daß die äußere Ober­ fläche des Verdampfers 64 Reif oder Eis ansetzt.

Wenn der Klimagerät-Ein/Aus-Schalter 67 ausgeschaltet wird, sendet der Steuercomputer 66 ein Steuersignal aus, um das Solenoid 49a des Fördermengenregelventils 49 stromlos zu machen.

Wie in Fig. 2 gezeigt, wird beim Entregen des Solenoid 49a das Ventilelement 49b in eine Position zum Öffnen des Fluidzu­ leitungskanals 48 bewegt, so daß eine Fließverbindung zwischen dem Druckraum 39 und dem Kurbelraum 15 hergestellt wird. Dem­ entsprechend wird das unter einem hohen Lieferdruck stehende Kältemittel über den Fluidzuleitungskanal 48 von dem Druck­ raum 39 zu dem Kurbelraum 15 geleitet, um das Druckniveau in dem Kurbelraum 15 zu erhöhen. Dementsprechend empfangen die jeweiligen einfachwirkenden Kolben 36 den erhöhten Druck an ihren mit der Kurvenscheibe 23 in Verbindung stehenden Enden. Die Kolben 36 empfangen auch die Drücke, die in den jeweiligen Zylinderbohrungen an ihren gegenüberliegenden Enden vorherr­ schen, um das Kältemittel zu verdichten. Somit wird der hin- und hergehende Hub jedes Kolbens 36, der durch einen Druckun­ terschied zwischen den an den beiden Enden der Kolben wirkenden Drücken bestimmt wird, als Antwort auf den Anstieg des Druckni­ veaus innerhalb des Kurbelraums 15 kleiner. In der Folge bewegt sich die Kurvenscheibe 23 in Richtung der Position, in der ihr Neigungswinkel ein Minimum ist, um den Kältemittelverdichter mit der minimalen Förderleistung zu betreiben.

Wenn die Kurvenscheibe 23 in die Stellung bewegt wird, in der ihr Neigungswinkel ein Minimum einnimmt, kommt die Schließ­ fläche 34 des Stopfenelements 28 mit der Positionierfläche 33 der Ventilplatte 14 in Berührung, um das Ende des Saugkanals 32 zu verschließen. Deshalb wird die Ansaugung des Kältemittels von dem externen Kältesystem in den Verdichter unterbrochen. Ferner wird aufgrund einer Reduzierung des Verdrängervolumens des Verdichters auf ein Minimum eine Druckdifferenz in dem Fluidlieferkanal 50 über dem druckbetätigten Durchflußregelven­ til 52 reduziert, so daß die Fließverbindung zwischen dem dem Druckraum 39 zuliegenden Bereich hohen Drucks des Fluidliefer­ kanals 50 und dem der Lieferöffnung des Verdichters zuliegenden Bereich geringeren Drucks des Fluidlieferkanals 50 durch das Durchflußregelventil 52 getrennt wird. Dementsprechend wird die Lieferung des verdichteten Kältemittels von dem Druckraum 39 in die externe Fluidleitung 61 des externen Kältesystems unterbro­ chen. Wenn also der Kältemittelverdichter mit seiner minimalen Förderleistung arbeitet, wird der umlaufende Fluß des Kältemit­ tels in der externen Fluidleitung 61 des externen Kältesystems eingestellt.

Desungeachtet wird während des Betriebs des Kältemittel­ verdichters mit minimaler Förderleistung die Kurvenscheibe 23 in ihrer Position des kleinsten Neigungswinkels gehalten, der geringfügig größer ist als 0°, und somit findet ein Verdichten des Kältemittels durch die Kolben 36 innerhalb der jeweiligen Zylinderbohrungen 12a und eine Abgabe des verdichteten Kälte­ mittels aus den Zylinderbohrungen 12a in den Druckraum 39 statt. Das Kältemittel in dem Saugraum 38 wird infolge des Hin- und Rückgangs der Kolben 36 in die jeweiligen Zylinderbohrun­ gen 12a gesaugt, um in diesen verdichtet und nach erfolgter Verdichtung in den Druckraum 39 ausgeschoben zu werden. Es wird erkennbar sein, daß also, wenn die Kurvenscheibe 23 in der Stellung gehalten wird, in der sie ihren minimalen Neigungswin­ kel aufweist, ein Kältemittelstromumlauf, der den Druckraum 39, den Fluidzuleitungskanal 48, den Kurbelraum 15, den langen Fluidkanal 46 innerhalb der Antriebswelle 16, die Öffnung 47 des Stopfenelements 28, den Saugraum 38 und die Zylinderbohrun­ gen 12a passiert, im Inneren des Kältemittelverdichters ent­ steht. Die das Verdichterinnere durchströmende Zirkulations­ strömung des Kältemittels enthält Schmieröl, um alle Bereiche des Verdichterinneren zu schmieren. Bei Betrieb des Kältemit­ telverdichters mit unter dem minimalen Neigungswinkel gehalte­ ner Kurvenscheibe treten Druckdifferenzen zwischen dem Druck­ raum 39, dem Kurbelraum 15 und dem Saugraum 38 in Erscheinung. Diese Druckdifferenzen und der eingeschränkte Querschnitt der Öffnung 47 gestatten der Kurvenscheibe 23, stabil bei dem mini­ malen Neigungswinkel gehalten zu werden.

Wie in Fig. 1 gezeigt, wird dann, wenn das Solenoid 49a des Solenoid-Fördermengenregelventils 49 unter Strom gesetzt wird, um das Ventilelement 49b in eine Position zu bewegen, welche den Querschnitt des Fluidzuleitungskanals 48 verklei­ nert, die Zuführung des verdichteten Kältemittelgases von dem Druckraum 39 in den Kurbelraum 15 reduziert. Dementsprechend reduziert sich das Druckniveau innerhalb des Kurbelraums 15 infolge der Entfernung des Kältemittels aus dem Kurbelraum 15 in den Saugdruckbereich über den langen Fluidkanal 46, die Öff­ nung 47 des Stopfenelements 28 und die Verbindungsöffnung 45. Somit wird aufgrund einer Reduzierung des Druckniveaus inner­ halb des Kurbelraums 15 der auf die jeweiligen Enden der ein­ fachwirkenden Kolben 36 wirkende Druck vermindert, umso die Kolben 35 mit einem längeren Hub hin- und hergehen zu lassen. Folglich wird die Kurvenscheibe 23 von der Position des klein­ sten Neigungswinkels in eine Position größeren Neigungswinkels bewegt. Damit erhöht sich das Hubvolumen des Kältemittelver­ dichters. Wenn die Kurvenscheibe 23 aus der Position des klein­ sten Neigungswinkels herausbewegt wird, wird das Stopfenele­ ment 28 durch die Kraft der Feder 29 aus der Kontaktlage mit der Positionierfläche 33 in eine Position zurückbewegt, welche das Ende des Saugkanals 32 freigibt. Damit wird es ermöglicht, das Kältemittelgas von dem externen Kältesystem durch die Fluidleitung 61 in das Innere des Kältemittelverdichters einzu­ saugen. Wechselt der Betrieb des Kältemittelverdichters von Be­ trieb mit der minimalen Förderleistung auf Betrieb mit größerer Förderleistung, tritt eine große Druckdifferenz in dem Fluid­ lieferkanal 50 über dem druckbetätigten Durchflußregelventil 52 in Erscheinung, um eine Fließverbindung zwischen dem Druck­ raum 39 und der Lieferöffnung des Verdichters zu schaffen. Folglich kann das von dem Druckraum 39 gelieferte verdichtete Kältemittel weiter, in die externe Fluidleitung 61 des externen Kältesystems gelangen. Also wird das Kältemittel durch die ex­ terne Fluidleitung 61 über den Verflüssiger 62, das Expansions­ ventil 63, den Verdampfer 64 zirkulieren gelassen, um die Kühl­ leistung des externen Kältesystems zu bewirken.

Wenn der Betrieb des Kältemittelverdichters angehalten wird, wird das druckbetätigte Durchflußregelventil 52 in eine Position zurückbewegt, in der es den Fluidlieferkanal 50 sperrt, so daß die Fließverbindung zwischen der Lieferöffnung des Verdichters und dem Druckraum 39 unterbrochen ist. Damit kann ein Rückfluß des Kältemittel von dem Verflüssiger 62 des Kältesystems in den Kältemittelverdichter hinein verhindert werden.

Es folgt nun eine detailliertere Beschreibung des druckbe­ tätigteri Durchflußregelventils gemäß der ersten Ausfilhrungs­ form, unter Bezugnahme auf die Fig. 3 bis 5.

Wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt, ist das druckbetätigte Durchflußregelventil 52 in einem Ventilaufnahmeraum 51 aufge­ nommen, der in dem hinteren Gehäuse 13 ausgebildet ist (Fig. 1 und 2) und vorgesehen ist, Teil des Fluidlieferkanals 50 zu bilden. Der Ventilaufnahmeraum 51 weist einen im wesentlichen runden Querschnitt auf und hat ein inneres offenes Ende, wel­ ches in der Innenwandung des Druckraums 39 ausgebildet ist. Ein Schulterbereich 51a mit einem größeren Durchmesser ist benach­ bart zu dem offenen Ende des Ventilaufnahmeraums 51 angeordnet, um dazu verwendet zu werden, das druckbetätigte Durchflußregel­ ventil 52 in seiner Einbaulage innerhalb des Raums 51 aufzuneh­ men.

Das in dem Ventilaufnahmeraum 51 aufgenommene druckbetä­ tigte Durchflußregelventil 52 umfaßt mehrere zusammengebaute Teile, das sind ein Ventilsitz 53 mit einer mittig angeordneten Ventilöffnung 53a, ein beweglich angeordnetes Ventilelement 54 für ein Zusammenwirken mit dem Ventilsitz 53, um die Ventilöff­ nung 53a zu öffnen und zu schließen, und ein Ventilgehäuse 55, welches darin das Ventilelement 54 aufnimmt und zur Befestigung an dem Ventilsitz 53 vorgesehen ist. Beim Einbau des druckbetä­ tigten Durchflußregelventils 52 in den Ventilaufnahmeraum 51 wird zunächst das Ventilgehäuse 55 in den Raum 51 eingesetzt, um anschließend den Ventilsitz 53 in denselben Raum 51 einzu­ führen, bis er mit dem Schulterbereich 51a des Ventilaufnahme­ raums 51 zur Berührung kommt. Wenn der Ventilsitz 53 mit dem Schulterbereich 51a des Ventilaufnahmeraums 51 zur Berührung kommt, ist das druckbetätigte Durchflußregelventil 52 in der richtigen Lage in das hintere Gehäuse 13 des Verdichters gefügt und wird in seiner Einbaulage mit Hilfe eines runden Clip 57 gehalten, der schließlich mit einer ringförmigen Clip-Aufnahme­ nut in Eingriff gebracht wird, welche in einem Bereich des hin­ teren Gehäuses 13 ausgebildet ist, der benachbart zu dem offe­ nen Ende des Ventilaufnahmeraums 51 angeordnet ist. Damit ist das druckbetätigte Durchflußregelventil 52 unbeweglich in dem Ventilaufnahmeraum 51 aufgenommen.

Es sollte beachtet werden, daß der Ventilsitz 53 ganz als Dauermagnetglied hergestellt ist. Im einzelnen ist der Ventil­ sitz 53 als ein Element vorgesehen, welches als ein eine trei­ bende Kraft erzeugendes Glied ausgebildet ist, um die Bewegung des Ventilelements 54 in Richtung des Ventilsitzes 53 per se anzutreiben, und aus einem dauermagnetischen Werkstoff herge­ stellt ist, der ausgewählt ist aus Neodymium, magnetischem Chromstahl, Alnico und Bariumferrit. Der Ventilsitz, 53 ist von einem runden Basisbereich 58 und einem als eine Einheit mit dem runden Basisbereich 58 ausgebildeten zylindrischen säulenförmi­ gen Bereich 59 gebildet. Der runde säulenförmige Bereich 59 weist eine Stirnfläche auf, die als Sitzfläche 59a ausgebildet ist. Die Ventilöffnung 53a des Durchflußregelventils 52 ist als zylindrische Durchgangsbohrung ausgebildet, welche mittig in dem runden Basisbereich 58 und dem zylindrischen säulenförmigen Bereich 59 ausgebildet ist. Der runde Basisbereich 58 weist eine ringförmige Nut 58a auf, welche auf seinem äußeren Umfang ausgebildet ist, um einen O-Ring 60 aufzunehmen, der eine Grenze zwischen dem Außenumfang des runden Basisbereichs 58 und einer Innenwandung des Ventilaufnahmeraumes 51 fluidisch ab­ dichtet. Somit können das Innere des Ventilaufnahmeraums 51 und der Druckraum 39 allein durch die Ventilöffnung 53a fluidisch miteinander verbunden werden. Das Ventilgehäuse 55 ist aus einem magnetischen Werkstoff hergestellt, z. B. einem Magnet­ stahl- oder Eisenwerkstoff, und dafür vorgesehen, ein einen magnetischen Kreis oder Pfad bildendes Glied in der Gestalt eines hohlen zylindrischen Elements zu bilden, welches einen inneren Endwandungsbereich 55b aufweist. Das Ventilgehäuse 55 ist auch mit einer Verbindungsöffnung 55a versehen, welche in einem Bereich seines Außenumfangs ausgebildet ist, um eine Fließverbindung zwischen dem Inneren des Ventilgehäuses 55 und dem Ventilaufnahmeraum 51 zu schaffen. Das Ventilgehäuse 55 wird auf den zylindrischen säulenförmigen Bereich 59 des Ven­ tilsitzes 53 aufgesetzt, bis sein offenes Ende mit dem runden Basisbereich 58 in Anlage kommt. Es möge beachtet werden, daß die obenerwähnte Ventilöffnung 53a, das Innere des Ventilgehäu­ ses 55 und die Öffnung 55a des Ventilgehäuses 55 Teil des Fluidlieferkanals 50 bilden.

Das Ventilelement 54 des druckbetätigten Durchflußregel­ ventils 52 ist von einem magnetischen Werkstoff gebildet, z. B. ein Eisen- und Stahlwerkstoff, und ist als zylindrisches Glied gestaltet, welches ein geschlossenes Ende aufweist, das der Sitzfläche 59a des Ventilsitzes 53 gegenüberliegt, und ein offenes Ende, das dem inneren Endwandungsbereich 55b des Ven­ tilgehäuses 55 gegenüberliegt. Weil das Ventilelement 54 ein bewegliches Glied in dem Ventilgehäuse 55 bildet; ist das Ven­ tilelement 54 als ein leichtes, nicht-massives zylindrisches Element ausgebildet. Die Leichtgewichtigkeit des Ventilele­ ments 54 ist wirksam, um dem Ventilelement 54 zu gestatten, sich schnell zwischen einer Ventilöffnungsschließposition und einer Ventilöffnungsfreigabeposition hin- und herzubewegen, so daß schnelle Ansprechcharakteristika des druckbetätigten Durch­ flußregelventils 52 sichergestellt werden können. Das Ventil­ element 54 weist eine Schließfläche 54a auf, welche von einer Außenfläche seines geschlossenen Endes gebildet ist. Die Schließfläche 54a des Ventilelements 54 ist der Sitzfläche 59a des Ventilsitzes 53 gegenüberliegend, und die beiden Teile arbeiten zusammen, um die Ventilöffnung 53a zu Öffnen und zu schließen. Wenn das Ventilelement 54 in dem Ventilgehäuse 55 bewegt wird, wird das Ventilelement 54 von der inneren zylin­ drischen Wandung des Ventilgehäuses 55 gleitbeweglich geführt, und folglich kann die Bewegung des Ventilelements 54 in dem Ventilgehäuse 55 in der Axialrichtung sehr stabil sein, um den stabilen Betrieb des druckbetätigten Durchflußregelventils 52 beim Öffnen und Schließen der Ventilöffnung 53a sicherzustel­ len.

Bei dem druckbetätigten Durchflußregelventil 52 wirkt die magnetische Anziehungskraft zwischen dem von einem Permanent­ magneten gebildeten Ventilsitz 53 und dem von einem magneti­ schen Werkstoff gebildeten Ventilelement 54. Im einzelnen wird dadurch, daß die von dem Ventilsitz 53 erzeugte magnetische An­ ziehungskraft das Ventilelement 54 in Richtung Sitzfläche 59a des Ventilsitzes 53 zieht, das Ventilelement 54 konstant in Richtung Ventilsitz 53 gedrängt, wie leicht einzusehen ist. Die auf das Ventilelement 54 wirkende magnetische Anziehungskraft des Ventilsitzes 53 ist am geringsten, wenn das Ventilele­ ment 54 am weitesten von der Sitzfläche 59a des Ventilsitzes 53 weg, in die Kontaktlage mit dem inneren Endwandungsbereich 55b des Ventilgehäuses 55 gebracht wird, wie in Fig. 3 gezeigt, und ist am stärksten, wenn das Ventilelement 54 in die Kontaktlage mit der Sitzfläche 59a des Ventilsitzes 53 gebracht wird, wie in Fig. 4 gezeigt.

Anzumerken ist, daß die größte magnetische Anziehungs­ kraft, welche die Bewegung des Ventilelements 54 in Richtung der Sitzfläche 59a des Ventilsitzes 53 antreibt, so vorgegeben ist, daß sie im wesentlichen der Federkraft der Feder 104 des im vorangegangenen beschriebenen herkömmlichen Durchflußregel­ ventils von Fig. 12 entspricht.

Fig. 5 ist ein Graph, der die Beziehung zwischen der Strö­ mungsmenge Q des Kältemittels (die Ordinate), welche durch das druckbetätigte Durchflußregelventil 52 oder dasjenige von Fig. 12 strömt, und einer Druckdifferenz ΔP in dem Fluidlie­ ferkanal 50 oder 201 (die Abszisse) zeigt. Die Strich-Zwei­ punktlinie zeigt eine Strömungskennlinie, die dem Durchfluß­ regelventil gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und dem Durchflußregelventil nach dem Stand der Tech­ nik gemeinsam ist, unter der Annahme, daß diese Ventile in einem konstant und voll geöffneten Zustand sind. Die Vollinie zeigt die Strömungscharakteristik des druckbetätigten Durch­ flußregelventils 52 gemäß der ersten Ausführungsform der vor­ liegenden Erfindung, und die Strichpunktlinie bedeutet das her­ kömmliche Durchflußregelventil (Stand der Technik) von Fig. 12.

Nach Fig. 5 wird, wenn die Förderung des Kältemittelver­ dichters vom Minimum zum Maximum wechselt und wenn ferner die Druckdifferenz ΔP, die sich zwischen dem Bereich hohen Drucks des Fluidlieferkanals 50 (dem Lieferdruckbereich benachbart zu dem Druckraum 39) und dem Bereich geringeren Drucks desselben Fluidlieferkanals 50 benachbart zu der mit der externen Fluid­ leitung 61 verbundenen Lieferöffnung des Verdichters einstellt, gleich oder über einem vorgegebenen Druckwert ΔP1 ist, das Ventilelement 54 von dem Ventilsitz 53 wegbewegt, um die Ven­ tilöffnung 53a zu öffnen.

Die gleiche Beziehung zwischen Q und ΔP kann in bezug auf das herkömmliche druckbetätigte Durchflußregelventil von Fig. 12 in dem Bereich der Druckdifferenz ΔP gleich oder ober­ halb ΔP1 erhalten werden. Jedoch ist es bei dem herkömmlichen druckbetätigten Durchflußregelventil von Fig. 12 so, daß, wenn das Ventilelement 102 von dem Ventilsitz 101 wegbewegt wird, die auf das Ventilelement 102 durch die Feder 104 wirkende Kraft aufgrund einer Zunahme in der Distanz, die den Ventil­ sitz 101 und das Ventilelement 102 voneinander trennt, zunimmt, und daß, wenn das Ventilelement 102 mit der inneren Stirnflä­ che 103a des Ventilgehäuses 103 zur Berührung kommt, um die Ventilöffnung 101a vollständig zu öffnen, die Kraft, die das Ventilelement 102 in Richtung des Ventilsitzes 101 drängt, ein Maximum wird. Wenn also die Druckdifferenz ΔP oberhalb des vorgegebenen Druckwertes ΔP1, dabei jedoch nahe bei demselben liegt, namentlich, wenn die Förderung des Kältemittelverdich­ ters nahe bei Minimum liegt, dann kann das Ventilelement 102 unter der Wirkung der Federkraft der Feder 104 nicht in eine Position zum vollständigen Öffnen der Ventilöffnung 101a bewegt werden. Also kann, wie die Strichpunktlinie in Fig. 5 zeigt, bevor die Druckdifferenz ΔP auf einen Druckwert ansteigt, der merklich oberhalb des vorgegebenen Druckwerts ΔP1 liegt (d. h. bevor die Strichpunktlinie die Strich-Zweipunktline berührt und bevor die Ventilöffnung 101a vollständig geöffnet ist), die Strömungsmenge Q nicht hinreichend sein, um eine von dem exter­ nen Kältesystem verlangte notwendige Strömungsmenge an verdich­ tetem Kältemittel zu decken. Wenn also bei dem herkömmlichen Durchflußregelventil von Fig. 12 die von dem externen Kälte­ system verlangte Strömungsmenge Q an verdichtetem Kältemittel ein gegebener Wert Q1 sein soll, dann muß der Druckunter­ schied ΔP auf einen Druckwert ΔP2 angehoben werden, der weit größer ist als der Druckwert ΔP3 des Annahmefalls, in dem das herkömmliche Durchflußregelventil von Fig. 12 vollständig ge­ öffnet ist, wie durch die Strichpunktlinie gezeigt. Im einzel­ nen muß der Kältemittelverdichter, der das herkömmliche Durch­ flußregelventil in dem Fluidlieferkanal benutzt, eine unange­ nehme übermäßige Verdichtung des Kältemittels vornehmen.

Im Gegensatz dazu erfolgt bei dem druckbetätigten Durch­ flußregelventil 52 gemäß der ersten Ausführungsform der vorlie­ genden Erfindung, wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt, das Drän­ gen des Ventilelements 54 gegen den Ventilsitz 53 vermittels einer magnetischen Anziehungskraft, die in Abhängigkeit von einer Zunahme in der Distanz, welche den Ventilsitz 53 und das Ventilelement 54 voneinander trennt, abnimmt. Damit kann, wie durch die Vollinie in dem Graphen von Fig. 5 gezeigt, das Ven­ tilelement 54 des druckbetätigten Durchflußregelventils 52 die Ventilöffnung 53a vollständig öffnen, sobald die Druckdiffe­ renz ΔP auf einen Druckwert oberhalb des vorgegebenen Druck­ werts ΔP1 gestiegen ist, selbst wenn ΔP nahe bei ΔP1 liegt (d. h. die Vollinie zeigt an, daß die Strömungscharakteristika des Durchflußregelventils 52 im wesentlichen identisch sein können mit denjenigen des durch die Strich-Zweipunktlinie be­ deuteten Durchflußregelventils). Damit wird bei dem druckbetä­ tigten Durchflußregelventil 52 gemäß der ersten Ausführungs­ form, wenn einmal das Ventilelement 54 von dem Ventilsitz 53 durch eine Druckdifferenz ΔP, die oberhalb ΔP1 liegt, wegbe­ wegt ist, die Ventilöffnung 53a bei der voll geöffneten Stel­ lung gehalten, und demnach kann eine erforderliche Strömungs­ menge Q an verdichtetem Kältemittel bereits durch eine nur kleine Druckdifferenz ΔP in dem Fluidlieferkanal 50 erhalten werden. Wenn also beispielsweise das externe Kältesystem die Zuführung einer gegebenen kleinen Strömungsmenge Q1 an verdich­ tetem Kältemittel verlangt, so kann das druckbetätigte Durch­ flußregelventil 52 die Ventilöffnung 53a in dem vollständig geöffneten Zustand halten und dabei nur eine so kleine Strö­ mungsmenge Q1 des Kältemittels durch den Fluidlieferkanal 50 fließen lassen, und zwar unter einer kleinen Druckdiffe­ renz ΔP3 über dem Durchflußregelventil 52, die im wesentlichen dem gleichen Druckwert entspricht wie die im vorstehenden er­ wähnte Annahme, die durch die Strich-Zweipunktlinie bedeutet ist, bei der das Durchflußregelventil ständig voll geöffnet ist. Wenn also ein Kältemittelverdichter das druckbetätigte Durchflußregelventil 52 in dem Fluidlieferkanal 50 umfaßt, kann verhindert werden; daß der Kältemittelverdichter eine übermä­ ßige Verdichtung des Kältemittels während des Betriebs des externen Kühlsystems durchführen muß.

Das druckbetätigte Durchflußregelventil 52 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ver­ schiedene Vorteile zeigen, wie im folgenden dargelegt.

(1) Wenn das Ventilelement 54 von dem Ventilsitz 53 weg­ bewegt wird, verringert sich die Anziehungskraft, die auf das Ventilelement 54 durch den von einem Dauermagneten gebildeten Ventilsitz 53 wirkt. Daher kann das Ventilelement 54, wenn das Ventilelement 54 erst einmal aufgrund einer in dem Fluidliefer­ kanal 50 über dem Durchflußregelventil 52 in Erscheinung tre­ tenden Druckdifferenz ΔP von dem Ventilsitz 53 getrennt wird, rasch in eine Kontaktlage mit der inneren Endwandung 55b des Ventilgehäuses 55 bewegt werden. Somit kann verhindert werden, daß die Ventilöffnung 53a in einem halbgeöffneten Zustand ge­ halten wird. Dadurch wird, wenn das verdichtete Kältemittel durch das Durchflußregelventil 52 strömt, um in die externe Fluidleitung 61 gefördert zu werden, die Ventilöffnung 53a das verdichtete Kältemittel ohne eine merkliche Drosselung, welche einen Druckverlust verursacht, bereitstellen. Weiter wird, weil das Ventilelement 54 mit der inneren Endwandung 55b des Ventil­ gehäuses 55 in Kontakt gehalten wird, während die Ventilöff­ nung 53a geöffnet ist, das Ventilelement 54 von dem Ventilge­ häuse 55 körperlich gestützt, wodurch das Ventilelement 54 keine unerwünschten Schwingungsbewegungen ausführt. Dadurch kann eine Verschlechterung des volumetrischen Wirkungsgrades und des Leistungskoeffizienten des in das externe Kältesystem einbezogenen Kältemittelverdichters verhindert werden. Ferner können, weil das verdichtete Kältemittel, welches durch die vollständig geöffnete Ventilöffnung 53a des Durchflußregelven­ tils 52 fließt, keine großen Druckpulsationen in dem Fluidlie­ ferkanal 50 verursacht, Stöße und Geräusche, die in der exter­ nen Fluidleitung 61 des externen Kältesystems in Erscheinung treten, gemindert werden.

(2) Das Durchflußregelventil 52 ist als eine einzige An­ ordnung ausgebildet, die darin einbezogen den Ventilsitz 53, das Ventilelement 54, das Ventilgehäuse 55 und den O-Ring 60 umfaßt. Somit kann das Durchflußregelventil 52 leicht als sepa­ rate Einheit unabhängig von einem Kältemittelverdichter mon­ tiert werden und kann durch einen einfachen Vorgang, der das Einsetzen des Durchflußregelventils 52 in den Ventilaufnahme­ raum 51 des Verdichters umfaßt, in den Kältemittelverdichter eingebaut werden.

(3) Wenngleich ein Permanentmagnet im Vergleich zu Eisen und Stahl mechanisch empfindlich ist, ist der Ventilsitz 53 des Durchflußregelventils 52, welcher ein unbewegliches Element darstellt, aus dem Permanentmagnet hergestellt, und das Ventil­ element 54 ist aus einem magnetischen Metallwerkstoff herge­ stellt. Es ist deshalb möglich, ein leichtes Zu-Bruch-Gehen des den Ventilsitz 53 bildenden Permanentmagneten zu verhindern. Damit kann eine hohe Dauerhaftigkeit im Betrieb des druckbetä­ tigten Durchflußregelventils 52 erzielt werden.

(4) Weil das Ventilgehäuse 55 aus einem magnetischen Werkstoff hergestellt ist, kann das Ventilgehäuse 55 die Funk­ tion ausüben, einen magnetischen Kreis zwischen dem Ventil­ sitz 53 und dem Ventilelement 54 zu erzeugen. Die zwischen den beiden Elementen 53 und 54 wirkende magnetische Anziehungskraft kann daher erhöht werden. Dementsprechend ist es möglich, die Größe des recht teuren Permanentmagneten, der zur Bildung des Ventilsitzes 53 verwendet wird, kleiner zu halten. Dadurch kann das Durchflußregelventil 52 eine preiswerte Ventilanordnung sein.

(5) Der aus einem einzigen Stück Permanentmagnet herge­ stellte Ventilsitz 53 kann dazu beitragen, die Zahl der Ele­ mente zum Aufbau des Durchflußregelventils 52 zu reduzieren. Damit können die Herstellungskosten für das druckbetätigte Durchflußregelventil 52 niedrig sein.

Zweite Ausführungsform

Fig. 6 zeigt ein druckbetätigtes Durchflußregelventil ge­ mäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Identische oder ähnliche Elemente sind mit den gleichen Bezugs­ zeichen bezeichnet, wie sie für die im vorstehenden beschrie­ bene erste Ausführungsform verwendet wurden.

Gemäß Fig. 6 ist der Ventilsitz 53 aus einem magnetischen Werkstoff hergestellt, z. B. einem Eisen- oder Magnetstahl-Werk­ stoff. Das Ventilelement 54 ist ganz von einem Dauermagnetwerk­ stoff gebildet und in der Form eines zylindrischen säulenarti­ gen Elements hergestellt. Im besonderen ist das Ventilele­ ment 54 ausgebildet als ein magnetisches Glied zum Erzeugen einer magnetischen Anziehungskraft, um die Bewegung des Ventil­ elements 54 in Richtung Ventilsitz 53 anzutreiben. Das Ventil­ gehäuse 55 ist aus einem nicht-magnetischen Werkstoff herge­ stellt, z. B. einem Kunststoffmaterial, so etwa einem Fluor-hal­ tigen Kunststoffmaterial wie Polytetrafluorethylen (PTFE).

Das druckbetätigte Durchflußregelventil 52 der zweiten Ausführungsform kann die gleichen Vorteile (1) und (2) des Durchflußregelventils 52 gemäß der ersten Ausführungsform auf­ weisen sowie zusätzliche Vorteile, wie sie im folgenden darge­ legt sind.

(1) Da das Ventilgehäuse 55 aus einem nicht-magnetischen Werkstoff hergestellt ist, ist es möglich zu verhindern, daß das Ventilelement 54, welches von einem Permanentmagneten gebildet ist, eine magnetische Anziehung zu dem Ventilge­ häuse 55 hin erfährt, wenn das Ventilelement 54 die Ventilöff­ nung 53a des Ventilsitzes 53 öffnet. Das Ventilelement 54 kann daher mit Sicherheit eine Bewegung des Inkontaktkommens mit und des Sich-Trennens von der Sitzfläche 59a des Ventilsitzes 53 in Abhängigkeit von einer Änderung in einer Druckdifferenz ΔP be­ zogen auf einen vorgegebenen Druckwert ΔP1 vollziehen. Als Er­ gebnis kann der Betrieb des Durchflußregelventils 52 per se zu­ verlässig sein.

(2) Weil der zylindrische säulenförmige Dauermagnet, der das Ventilelement 54 bildet, in seiner Gestaltgebung einfach ist, kann die Herstellung des Ventilelements 54 und damit auch die Herstellung und Montage des druckbetätigten Durchflußregel­ ventils 52 vereinfacht werden.

(3) Da das Ventilgehäuse 55 aus einem Fluor-haltigen Kunststoffmaterial hergestellt ist, das einen Reibungskoeffizi­ enten aufweist, der kleiner ist als der der anderen Arten von Kunststoffmaterialien, ist es möglich, die Reibung zwischen dem Ventilelement 54 und dem Gehäuse 55, die auftritt, wenn das erstgenannte Element eine Gleitbewegung in dem letztgenannten ausführt, zu verringern. Damit kann das Ventilelement 54 die Ventilöffnung 53a des Ventilsitzes 53 weich öffnen und schlie­ ßen. Als Folge hiervon kann eine gute Ansprechcharakteristik des Durchflußregelventils garantiert werden.

Dritte Ausführungsform

Fig. 7 zeigt ein druckbetätigtes Durchflußregelventil ge­ mäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Gleiche Bezugsziffern wie für die erste und für die zweite Aus­ führungsform stehen für gleiche oder ähnliche Elemente.

Das Durchflußregelventil 52 der vorliegenden Ausführungs­ form unterscheidet sich von dem der zweiten Ausführungsform darin, daß ein einen magnetischen Kreis bildendes Glied 71, welches aus einem magnetischen Werkstoff hergestellt ist, vor­ gesehen ist, um das von einem Dauermagneten gebildete Ventil­ element 54 zu bedecken. Der magnetische Werkstoff des einen magnetischen Kreis bildenden Glieds 71 kann ein magnetischer metallischer Werkstoff sein, beispielsweise ein Eisen- und ein Magnetstahlwerkstoff. Das einen magnetischen Kreis bildende Glied 71 ist hergestellt als kappenartiges Element in Gestalt eines zylindrischen hohlen Elements, welches eine Endwandung aufweist. Somit bedeckt das einen magnetischen Kreis bildende Glied 71 das Ventilelement 54 vollständig, ausgenommen die Schließfläche 54a des Ventilelements 54.

Das druckbetätigte Durchflußregelventil 52 der dritten Ausführungsform kann Vorteile aufweisen, wie sie im folgenden dargelegt sind, zusätzlich zu den Vorteilen (1) und (2) der ersten Ausführungsform und den Vorteilen (1) bis (3) der zwei­ ten Ausführungsform.

Durch die Zwischenschaltung des einen magnetischen Kreis bildenden Gliedes 71 zwischen den unbewegten Ventilsitz 53 und das bewegliche Ventilelement 54 kann die zwischen den Elementen 53 und 54 wirkende magnetische Anziehungskraft verstärkt wer­ den. Deshalb kann der teure Dauermagnet, der das Ventilele­ ment 54 bildet, ziemlich klein sein, und der vorgegebene Druck­ wert ΔP1 kann durch die Verwendung eines so kleinen Dauerma­ gneten leicht gesetzt werden.

Vierte Ausführungsform

Fig. 8 zeigt ein druckbetätigtes Durchflußregelventil 52 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Durchflußregelventil 52 der vierten Ausführungsform unter­ scheidet sich von der ersten Ausführungsform darin, daß ein dämpfendes Glied 72, welches von einem dämpfenden Legierungsma­ terial gebildet ist, an der Sitzfläche 59a des Ventilsitzes 53 fixiert ist. Das dämpfende Glied 72 weist eine elastische Ei­ genschaft auf, die größer ist als die von dem den Ventilsitz 53 bildenden Dauermagneten gezeigte. Wenn also das Ventilele­ ment 54 mit dem Ventilsitz 53 zur Berührung kommt, um die Ven­ tilöffnung 53a zu schließen, kann ein zwischen dem Ventilele­ ment 54 und dem Ventilsitz 53 wirkender Berührungsstoß durch das dämpfende Glied 72 gemildert werden. Demnach kann das Durchflußregelventil 52 gemäß der vierten Ausführungsform Vor­ teile aufweisen, wie sie im folgenden dargelegt sind, zusätz­ lich zu den Vorteilen (1) bis (5) des Durchflußregelventils 52 der ersten Ausführungsform.

Im einzelnen kann die Zwischenschaltung des aus einem dämpfenden Legierungsmaterial hergestellten dämpfenden Glie­ des 72 verhindern, daß der von einem Permanentmagneten gebil­ dete Ventilsitz 53 einer starken mechanischen Stoßbelastung ausgesetzt wird, durch die der Ventilsitz 53 möglicherweise be­ schädigt werden könnte. Dadurch kann die mechanische Dauerhaf­ tigkeit des Durchflußregelventils 52 verbessert werden. Es ist hierbei zu erwähnen, daß in Fig. 8 der Klarheit halber die Dicke des dämpfenden Gliedes 72 übertrieben dargestellt ist. So kann das dämpfende Glied 72 ein plattenförmiges Glied sein, welches eine kleine Dicke aufweist.

Fünfte Ausführungsform

Fig. 9 zeigt ein druckbetätigtes Durchflußregelventil ge­ mäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Gleiche Bezugsziffern wie die für die vorherigen Ausführungs­ formen verwendeten bezeichnen gleiche oder ähnliche Elemente.

Das Durchflußregelventil 52 der vorliegenden Ausführungs­ form unterscheidet sich von der in den Fig. 3 und 4 veran­ schaulichten ersten Ausführungsform dadurch, daß der Ventil­ sitz 53 einen Körperbereich 75 aufweist, der aus einem Kunst­ stoffmaterial hergestellt ist, und einen Magnetbereich 76, der von einem Dauermagneten gebildet ist. Der Körperbereich 75 hält den Magnetbereich 76. Im einzelnen ist der Magnetbereich 76 in dem Körperbereich 75 mittels eines Formverfahrens eingekapselt. Somit ist die Sitzfläche 59a des Ventilsitzes 53 in einer Stirnfläche des Körperbereichs 75 ausgebildet. Das zur Herstel­ lung des Körperbereichs 75 benutzte Kunststoffmaterial kann ein Fluor-haltiges Kunststoffmaterial wie Polytetrafluorethylen (PTFE) sein. Der Magnetbereich 76 ist als ringartiges Element ausgebildet und in einem Endbereich eines zylindrischen säulen­ förmigen Bereichs 59 des Körperbereichs 75 eingebettet. Im ein­ zelnen ist der Magnetbereich 76 benachbart zu der Sitzflä­ che 59a des zylindrischen säulenförmigen Bereichs 59 des Kör­ perbereichs 75 vorgesehen.

Das druckbetätigte Durchflußregelventil 52 gemäß der vier­ ten Ausführungsform kann die Vorteile (1) bis (3) aufweisen, wie sie im folgenden dargelegt sind, zusätzlich zu den Vortei­ len (1) bis (4), wie sie das Durchflußregelventil der ersten Ausführungsform zeigt.

(1) Der ringartige Permanentmagnet; welcher den Magnetbe­ reich 76 bildet, ist einfach herzustellen, im Vergleich zu dem Permanentmagneten, welcher den Ventilsitz 53 der ersten Ausfüh­ rungsform bildet und welcher den runden Basisbereich 58 und den zylindrischen säulenförmigen Bereich 59 umfaßt. Der aus einem Kunststoffmaterial hergestellte Körperbereich 75 läßt sich leicht nach einem Formverfahren unter Verwendung geeigneter Formwerkzeuge herstellen. Die Herstellung des Ventilsitzes 53 des Durchflußregelventils 52 der fünften Ausführungsform kann daher sehr einfach sein. Dadurch können die Herstellungskosten für das Durchflußregelventil 52 der fünften Ausführungsform ge­ senkt werden und damit verbunden auch die Herstellungskosten des Kältemittelverdichters, welcher das Durchflußregelventil 52 umfaßt.

(2) Da die Sitzfläche 59a des Ventilsitzes 53 in einem Teil des aus einem Kunststoffmaterial hergestellten Körperbe­ reichs 75 ausgebildet ist, kann die Schließfläche 54a des Ven­ tilelements 54 - infolge der flexiblen Eigenschaft des aus einem Kunststoff hergestellten Körperbereichs 75 - in dichten Kontakt mit der Sitzfläche 59a kommen. Damit kann die Ventil­ öffnung 53a des Ventilsitzes 53 durch das Ventilelement 54 sicher geschlossen werden. Dadurch kann bei Betrieb des Kälte­ mittelverdichters mit der minimalen Förderleistung die Liefe­ rung des verdichteten Kältemittels von dem Druckraum 39 des Verdichters in die externe Fluidleitung 61 des externen Kälte­ systems sicher unterbrochen werden. Ferner tritt das Ventilele­ ment 54 mit dem Magnetbereich 76 des Ventilsitzes 53 über die den Magnetbereich 76 bedeckende Kunststoffmaterialschicht in Kontakt. Deshalb kann verhindert werden, daß der Magnetbe­ reich 76 des Ventilsitzes 53 eine starke mechanische Stoßbela­ stung infolge des Inkontaktkommens des Ventilelements 54 mit dem Ventilsitz 53 erfährt, und dementsprechend kann eine hohe mechanische Dauerhaftigkeit des Magnetbereichs 76 des Ventil­ sitzes 53 erhalten werden, aus der sich eine lange Nutzungs­ dauer des Durchflußregelventils 52 ergibt.

(3) Der Magnetbereich 76 ist in dem Körperbereich 75 ein­ gebettet. So ist das erstgenannte Glied indem letztgenannten Glied eingekapselt. Selbst wenn also aus vielen Richtungen kom­ mende Schwingungen und Stöße durch die Gehäuse 11 bis 13 des Kältemittelverdichters auf den Ventilsitz 53 wirken, können die Schwingungen und Stöße durch den aus Kunststoff hergestellten Körperbereich 75 gemildert werden, und werden nicht direkt auf den Magnetbereich 76 übertragen. Der Magnetbereich 76 des Ven­ tilsitzes 53 kann daher weder Schaden nehmen noch zu Hruch gehen, wodurch eine lange Nutzungsdauer des Durchflußregelven­ tils 52 sichergestellt ist. Hinzu kommt, daß, weil der Magnet­ bereich 76 von einer Schicht aus Kunststoffmaterial bedeckt ist, welches den Körperbereich 75 bildet, der Magnetbereich 76 nicht dem unter hoher Temperatur stehenden Hochdruckkältemit­ telgas, welches den Fluidlieferkanal 50 durchströmt, ausgesetzt wird. Dementsprechend kann verhindert werden, daß der Magnetbe­ reich 76 körperlichen Schaden durch das verdichtete Kältemittel innerhalb des Fluidlieferkanals 50 nimmt.

Sechste Ausführungsform

Fig. 10 zeigt ein druckbetätigtes Durchflußregelventil ge­ mäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Durchflußregelventil 52 gemäß der sechsten Ausführungsform kann als eine Modifikation des Durchflußregelventils 52 der zweiten Ausführungsform angesehen werden. Teile und Elemente, die denjenigen der zweiten Ausführungsform gleichen, tragen deshalb die gleichen Bezugsziffern.

Das Durchflußregelventil 52 der vorliegenden Ausführungs­ form unterscheidet sich von dem der zweiten Ausführungsform darin, daß das Ventilelement 54 einen Körperbereich 77 in Ge­ stalt eines hohlen zylindrischen Gliedes aufweist, welches eine Endwandung an einem seiner Enden aufweist und aus einem Kunst­ stoffmaterial hergestellt ist, und einen Magnetbereich 78, der von einem permanenten Magneten gebildet und von dem Körperbe­ reich 77 gehalten ist. Der Magnetbereich 78 ist in dem Körper­ bereich 77 eingekapselt, was mittels eines herkömmlichen Kunst­ stoff-Formverfahrens geschieht. Das Kunststoffmaterial des Kör­ perbereichs 77 kann ein Fluor-haltiges Kunststoffmaterial sein, beispielsweise Polytetrafluorethylen (PTFE). Der Magnetbe­ reich 78 ist als plattenartiges Element ausgebildet und im Inneren des Endwandungsbereichs des Körperbereichs 77 eingebet­ tet.

Das Durchflußregelventil 52 der sechsten Ausführungsform kann die Vorteile (1) bis (3) zeigen, wie sie im folgenden dar­ gelegt sind, zusätzlich zu den gleichen Vorteilen wie die im vorstehenden genannten Vorteile (1) und (2) des Durchflußregel­ ventils 52 der ersten Ausführungsform und die im vorstehenden erwähnten Vorteile (1) und (3) des Durchflußregelventils 52 der zweiten Ausführungsform.

(1) Die Schließfläche 54a des Ventilelements 54 ist in dem aus dem Kunststoffmaterial hergestellten Körperbereich 77 ausgebildet. Deshalb kann die Schließfläche 54a des Ventil­ elements 54 - infolge der großen Flexibilität des Körperbe­ reichs 77 - in dichten Kontakt mit der Sitzfläche 59a des Ven­ tilsitzes 53 kommen. Das Ventilelement 54 kann daher die Ven­ tilöffnung 53a des Ventilsitzes 53 sicher verschließen. Wenn also der Kältemittelverdichter mit seiner minimalen Förder­ leistung betrieben wird, kann der Fluß des verdichteten Kälte­ mittels, der von dem Druckraum 39 des Verdichters in die exter­ ne Fluidleitung 61 des externen Kältesystems abgegeben wird, sicher unterbrochen werden. Des weiteren kann der in dem Kör­ perbereich 77 eingebettete Magnetbereich 78 daran gehindert werden, in direkten Kontakt mit der Sitzfläche 59a des Ventil­ sitzes 53 zu treten. Dadurch kann eine Beschädigung des Magnet­ bereichs 78 des Ventilelements 54 infolge Berührungsstoß ver­ hindert und damit die mechanische Dauerhaftigkeit des Magnetbe­ reichs 78 des Ventilelements 54 erhöht werden. Folglich kann eine lange Nutzungsdauer des Durchflußregelventils 52 garan­ tiert werden.

(2) Der Magnetbereich 78 ist in dem Körperbereich 77 ein­ gebettet. So ist das erstgenannte Glied in dem letztgenannten Glied eingekapselt. Selbst wenn also aus vielen Richtungen kom­ mende Schwingungen und Stöße durch die Gehäuse 11 bis 13 des Kältemittelverdichters auf das Ventilelement 54 wirken, können die Schwingungen und Stöße durch den aus Kunststoff hergestell­ ten Körperbereich 77 gemildert werden, und werden nicht direkt auf den Magnetbereich 78 übertragen. Der Magnetbereich 78 des Ventilelements 54 kann daher weder Schaden nehmen noch zu Bruch gehen, wodurch eine lange Nutzungsdauer des Durchflußregelven­ tils 52 sichergestellt ist. Hinzu kommt, daß, weil der Magnet­ bereich 78 von einer Schicht aus Kunststoffmaterial bedeckt ist, welches die Endwandung des Körperbereichs 77 bildet, kann der Magnetbereich 78 nicht dem unter hoher Temperatur stehenden Hochdruckkältemittelgas, welches den Fluidlieferkanal 50 durch­ strömt, ausgesetzt werden. Dementsprechend kann verhindert wer­ den, daß der Magnetbereich 78 körperlichen Schaden durch das verdichtete Kältemittel innerhalb des Fluidlieferkanals 50 nimmt.

(3) Der Körperbereich 77 des Ventilelements 54 ist aus einem Fluor-haltigen Kunststoffmaterial hergestellt ist, wel­ ches einen Reibungskoeffizienten aufweist, der kleiner ist als der der anderen Kunststoffmaterialien. Somit kann, wenn das Ventilelement 54 eine Gleitbewegung in dem Ventilgehäuse 55 ausführt, die Gleitbewegung des Ventilelements 54, die durch das Ventilgehäuse 55 geführt wird, weich sein, wodurch eine gute Ansprechcharakteristik beim Öffnungs- und Schließvorgang des Durchflußregelventils 52 erhalten werden kann.

Siebte Ausführungsform

Fig. 11 zeigt ein druckbetätigtes Durchflußregelventil ge­ mäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Durchflußregelventil der siebten Ausführungsform kann als eine Modifikation des in Fig. 9 gezeigten Durchflußregelventils der fünften Ausführungsform angesehen werden. Somit tragen gleiche und ähnliche Elemente und Teile des Durchflußregelven­ tils 52 der vorliegenden Ausführungsform die gleichen Bezugs­ zeichen wie die entsprechenden Ele 16015 00070 552 001000280000000200012000285911590400040 0002019937109 00004 15896mente und Teile des Durch­ flußregelventils der fünften Ausführungsform, wobei im folgen­ den der konstruktive Unterschied zwischen den beiden Ausfüh­ rungsformen beschrieben wird.

Das Ventilelement 54 des Durchflußregelventils 52 der siebten Ausführungsform weist einen Körperbereich 79 in Gestalt eines hohlen zylindrischen Gliedes auf, welches an einem seiner Enden einen Endwandungsbereich aufweist und aus einem Kunst­ stoffmaterial hergestellt ist, und einen von einem magnetischen Werkstoff gebildeten Bereich 80. Der von einem Magnetwerkstoff gebildete Bereich 80 ist in dem Körperbereich 79 mit Hilfe eines Kunststoff-Formverfahrens eingekapselt. Das zur Bildung des Körperbereichs 79 verwendete Kunststoffmaterial kann ein Fluor-haltiges Kunststoffmaterial sein, z. B. Polytetrafluor­ ethylen (PTFE). Bei dem zur Bildung des von einem Magnetwerk­ stoff gebildeten Bereichs 80 verwendeten magnetischen Material kann es sich um einen metallischen Werkstoff handeln, z. B. Eisen und Magnetstahl. Der von einem Magnetwerkstoff gebildete Bereich 80 ist als scheibenartiges Element ausgebildet und in dem Endwandungsbereich des Körperbereichs 79 an einer zu der Schließfläche 54a benachbarten Stelle eingebettet.

Das Durchflußregelventil 52 der siebten Ausführungsform kann die Vorteile (1) bis (3) aufweisen, wie sie im folgenden dargelegt sind, zusätzlich zu den gleichen Vorteilen, wie sie das Durchflußregelventil der im vorstehenden erwähnten fünften Ausführungsform zeigt.

(1) Die Schließfläche 54a des Ventilelements 54 ist in dem aus einem Kunststoffmaterial hergestellten Körperbereich 79 ausgebildet. Deshalb kann die Schließfläche 54a des Ventilele­ ments 54 - infolge einer großen Flexibilität des Körperbe­ reichs 79 - in dichten Kontakt mit der Sitzfläche 59a des Ven­ tilsitzes 53 kommen. Somit kann das Ventilelement 54 die Ventilöffnung 53a des Ventilsitzes 53 sicher verschließen. Wenn also der Kältemittelverdichter mit seiner minimalen För­ derleistung betrieben wird, kann der Strom des verdichteten Kältemittels, welcher von dem Druckraum 39 des Kältemittelver­ dichters in die externe Fluidleitung 61 des externen Kälte­ systems abgegeben wird, sicher unterbrochen werden. Ferner kann der in dem Körperbereich 79 eingebettete von einem Magnetwerk­ stoff gebildete Bereich 80 daran gehindert werden, in direkten Kontakt mit der Sitzfläche 59a des Ventilsitzes 53 zu treten. Damit kann eine Beschädigung des scheibenartigen von einem Magnetwerkstoff gebildeten Bereichs 80 des Ventilelements 54 infolge Berührungsstoß verhindert und damit die mechanische Dauerhaftigkeit des von einem Magnetwerkstoff gebildeten Bereichs 80 des Ventilelements 54 erhöht werden. Folglich kann eine lange Nutzungsdauer des Durchflußregelventils 52 per se gesichert werden.

(2) Der von einem Magnetwerkstoff gebildete Bereich 80 ist in dem Körperbereich 79 eingebettet. So ist das erstge­ nannte Glied in dem letztgenannten Glied eingekapselt. Selbst wenn also Schwingungen und Stöße von vielen Richtungen durch die Gehäuse 11 bis 13 des Kältemittelverdichters auf das Ven­ tilelement 54 wirken, können die Schwingungen und Stöße durch den aus Kunststoff hergestellten Körperbereich 79 gemildert werden, und werden nicht direkt auf den scheibenartigen von einem Magnetwerkstoff gebildeten Bereich 80 übertragen. Somit kann der von einem Magnetwerkstoff gebildete Bereich 80 des Ventilelements 54 weder Schaden nehmen noch zu Bruch gehen, wodurch eine lange Nutzungsdauer des Durchflußregelventils 52 garantiert werden kann: Hinzu kommt, daß, weil der von einem Magnetwerkstoff gebildete Bereich 80 von einer Schicht aus einem Kunststoffmaterial bedeckt ist, welches die Endwandung des Körperbereichs 79 bildet, kann der von einem Magnetwerk­ stoff gebildete Bereich 80 nicht dem unter einer hohen Tempera­ tur stehenden Hochdruckkältemittelgas, welches den Fluidliefer­ kanal 50 durchströmt, ausgesetzt werden. Dementsprechend kann verhindert werden, daß der von einem Magnetwerkstoff gebildete Bereich 80 eine körperliche Beschädigung erleidet, der ihm mög­ licherweise durch das verdichtete Kältemittel innerhalb des Fluidlieferkanals 50 entstehen könnte.

(3) Der Körperbereich 79 des Ventilelements 54 ist aus einem Fluor-haltigen Kunststoffmaterial hergestellt, das einen Reibungskoeffizienten aufweist, der kleiner ist als der der an­ deren Kunststoffmaterialien. Damit kann, wenn das Ventilele­ ment 54 in dem Ventilgehäuse 55 eine Gleitbewegung ausführt, die Gleitbewegung des Ventilelements 54, welche durch das Ven­ tilgehäuse 55 geführt wird, weich ausfallen und damit verbunden eine gute Ansprechcharakteristik beim Öffnungs- und Schließvor­ gang des Durchflußregelventils 52 erhalten werden.

Das erfindungsgemäße druckbetätigte Durchflußregelventil kann verschiedenartig ausgestaltet sein, wie im folgenden dar­ gelegt.

Bei den im vorstehenden beschriebenen Ausführungsformen 1 bis 7 kann ein Federelement zum Drängen des Ventilelements 54 in Richtung des Ventilsitzes 53 zusätzlich nach Bedarf in dem Durchflußregelventil vorgesehen sein. In diesem Fall erfolgt das Inkontaktbringen von Ventilelement 54 und Ventilsitz 53 un­ ter der zusätzlichen Federkraft des Federelements plus der ma­ gnetischen Anziehungskraft des Permanentmagneten. Die Gesamt­ kraft aus der Federkraft des Federelements und der magnetischen Anziehungskraft des Permanentmagneten muß so eingestellt sein, daß sie im wesentlichen der Kraft des Federelements 104 des herkömmlichen druckbetätigten Durchflußregelventils von Fig. 12 entspricht, die das Ventilelement 102 in Richtung Ventil­ sitz 101 drängt.

Bei dem befederten Durchflußregelventil ist es möglich, das Ventilelement 54 von dem Ventilsitz weg in eine weit beab­ standete Position zu bringen, in der die magnetische Anzie­ hungskraft des Dauermagneten nicht auf das Ventilelement 54 wirkt, um die Ventilöffnung 53a weiter vollständig zu öffnen. Im einzelnen wird, selbst wenn das Ventilelement 54 in eine entfernte Position zum vollständigen Öffnen des Ventilöff­ nung 53a bewegt ist, bei mit seiner minimalen Förderleistung betriebenem Kältemittelverdichter ein in dem Fluidlieferka­ nal 50 in Erscheinung tretender Druckunterschied klein und da­ mit verbunden das Ventilelement 54 durch die Federkraft des Federelements in Richtung Ventilsitz 53 zurückgedrängt, bis die magnetische Anziehungskraft des Dauermagneten erneut auf das Ventilelement 54 wirken kann. Im einzelnen wird das, Zurückbewe­ gen des Ventilelements 54 von der obenerwähnten weit beabstan­ deten Lage für ein vollständiges Öffnen der Ventilöffnung 53a in Richtung der Lage für ein Schließen der Ventilöffnung 53a mit Hilfe der Federkraft des Federelements sicher erreicht. Ferner wird das Ventilelement 54 sicher im dichten Kontakt mit dem Ventilsitz 53 gehalten, unter der Wirkung von sowohl der Federkraft des Federelements wie auch der magnetischen Anzie­ hungskraft des Dauermagneten, um das Schließen der Ventilöff­ nung 53a des Ventilsitzes 53 sicherzustellen.

Bei dem druckbetätigte Durchflußregelventil 52 der vierten Ausführungsform von Fig. 8 kann das dämpfende Glied 72, welches von einem dämpfenden Legierungsmaterial gebildet und an der Sitzfläche 59a des Ventilsitzes 53 angebracht ist, alternativ mit der Schließfläche 54a des beweglichen Ventilelements 54 verbunden sein.

Ferner können bei dem druckbetätigten Durchflußregelven­ til 52 der in den Fig. 3 bis 11 gezeigten ersten bis siebten Ausführungsform der Ventilsitz 53 und das Ventilelement 54 so modifiziert sein, daß jedes der beiden Elemente 53 und 54 einen Dauermagnetbereich umfaßt. Beispielsweise können bei den in den Fig. 3 bis 8 gezeigten Ausführungsformen 1 bis 4 der ganze Ventilsitz 53 und das ganze Ventilelement 54 von einem Dauerma­ gneten gebildet sein. Bei der fünften Ausführungsform von Fig. 9 kann das ganze Ventilelement 54 von einem Permanentma­ gneten gebildet sein. Bei der sechsten Ausführungsform von Fig. 10 kann der ganze Ventilsitz 53 von einem Dauermagneten gebildet sein. Bei der siebten Ausführungsform von Fig. 11 kann der scheibenartige von einem Magnetwerkstoff gebildete Be­ reich 80 des Ventilelements 54, der in dem aus einem Kunst­ stoffmaterial hergestellten Körperbereich 79 eingebettet ist, durch einen ähnlichen scheibenartigen Dauermagneten ersetzt sein. Bei diesen Modifikationen sollte der Dauermagnet, der für den Ventilsitz 53 vorgesehen ist, und derjenige, der für das Ventilelement 54 vorgesehen ist, so angeordnet sein, daß unter­ schiedliche Magnetpole einander zwischen dem Ventilsitz 53 und dem Ventilelement 54 gegenüberstehen, um zu vermeiden, daß die magnetische Anziehungskraft aufgehoben wird. Das Ventilge­ häuse 55 ist bevorzugt aus einem nichtmagnetischen Material hergestellt, z. B. einem Kunststoff, um zu verhindern, daß das Ventilelement 54 eine magnetische Anziehung zu dem Ventilge­ häuse 55 hin erfährt, wenn das Ventilelement 54 von dem Ventil­ sitz 53 wegbewegt wird.

Alternativ kann ein Dauermagnetbereich in einem anderen Bereich als dem Ventilsitz 53 und dem Ventilelement 54 vorgese­ hen sein. Beispielsweise kann ein Dauermagnetglied in dem Druckraum 39 an einer zu dem Ventilsitz 53 benachbarten Stelle angeordnet sein. Im einzelnen ist der Dauermagnet dafür vorge­ sehen, eine magnetische Anziehungskraft zu erzeugen, die das Ventilelement 54 in Richtung Ventilsitz 53 zieht.

Ferner kann bei dem druckbetätigten Durchflußregelven­ til 52 der ersten bis vierten Ausführungsform zumindest die Sitzfläche 59a des Ventilsitzes 53 oder die Schließfläche 54a des Ventilelements 54 mit einer Schicht aus einem Kunststoff bedeckt sein. Dadurch können die Sitzfläche 59a und die Schließfläche 54a - infolge der flexiblen Eigenschaft der Kunststoffschichtlage - in dichten Kontakt miteinander gebracht werden. Als Ergebnis ist das Ventilelement 54 in der Lage, die Ventilöffnung 53a des Ventilsitzes 53 dicht zu verschließen.

Bei dem druckbetätigten Durchflußregelventil 52 der fünf­ ten bis siebten Ausführungsform kann der Magnetbereich 76 oder 78 so vorgesehen sein, daß er nicht in dem Körperbereich 75 oder 77 eingebettet ist. Ähnlich kann der von einem Magnet­ werkstoff gebildete Bereich 80 so vorgesehen sein, daß er nicht in dem Körperbereich 79 eingebettet ist. Im einzelnen können ein Teil des Magnetbereichs 76 oder 78 und ein Teil des von einem Magnetwerkstoff gebildeten Bereichs 80 so vorgesehen sein, daß sie nach außen hin offenliegen. In diesem Fall kann die Sitzfläche 59a oder die Schließfläche 54a in dem Körperbe­ reich 75, 77 oder 79 ausgebildet sein. Alternativ kann die Sitzfläche 59a oder die Schließfläche 54a in einem offenliegen­ den Bereich des Permanentmagnetgliedes 76, 78 oder in dem von einem Magnetwerkstoff gebildeten Bereich 80 ausgebildet sein, der an dem Körperbereich 75, 77 oder 79 nach außen hin offen­ liegt.

Das Durchflußregelventil 52 gemäß der im vorstehenden be­ schriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann außerhalb eines Kältemittelverdichters angeordnet sein. Im ein­ zelnen kann das Durchflußregelventil 52 in der Fluidleitung 61 des externen Kältesystems zwischen einem Kältemittelverdichter mit variabler Förderleistung und dem Verflüssiger 62 angeordnet sein (Fig. 1).

Ferner kann der Dauermagnet, der dazu benutzt wird, eine magnetische Anziehungskraft zu erzeugen, welche zwisohen dem Ventilsitz 53 und dem Ventilelement 54 wirkt, beispielsweise durch ein elektrostatisches Element ersetzt sein, welches eine elektrostatische Anziehungskraft erzeugt, die zwischen dem Ven­ tilsitz 53 und dem Ventilelement 54 wirkt. Im einzelnen wird beispielsweise der Ventilsitz 53 oder das Ventilelement 54 von einem elektrisch geladenen Körper gebildet sein, der eine elek­ trisch positive Ladung trägt, während der jeweils andere Teil von einem elektrisch geladenen Körper gebildet sein wird, der eine elektrisch negative Ladung trägt.

Das druckbetätigte Durchflußregelventil 52 wurde im vor­ stehenden in bezug auf eine Anwendung in einem Kältesystem be­ schrieben, wobei der Fluß eines Kältemittelgases durch das Durchflußregelventil reguliert wird. Es versteht sich jedoch, daß ein druckbetätigtes Durchflußregelventil ähnlich dem Durch­ flußregelventil 52 auch so verwirklicht sein kann, daß es dazu benutzt werden kann, einen Flüssigkeitsstrom durch einen Hy­ draulikkreislauf oder einen Luftstrom durch einen Druckluft­ kreislauf zu regulieren.

Aus der vorhergehenden Beschreibung der bevorzugten Aus­ führungsformen der vorliegenden Erfindung wird erkennbar sein, daß das erfindungsgemäße druckbetätigte Durchflußregelventil sein Ventilelement von einer Lage, in der dieses Kontakt mit dem Ventilsitz hat, um eine Ventilöffnung zu schließen, in eine Lage bewegen kann, in der dieses von dem Ventilsitz getrennt ist, um die Ventilöffnung innerhalb eines Fluidkanals vollstän­ dig zu öffnen, wenn eine Druckdifferenz zwischen einem Bereich hohen Drucks und einem Bereich geringeren Drucks über dem Durchflußregelventil größer ist als ein vorgegebener Druckwert, und zwar selbst dann, wenn der Druckunterschied sehr nahe bei dem vorgegebenen Druckwert liegt. Damit kann die Ventilöffnung sicher in entweder dem dicht geschlossenen Zustand oder dem vollständig geöffneten Zustand gehalten werden. Im besonderen wird die Ventilöffnung nicht in einem halbgeöffneten Zustand gehalten, wodurch ein Druckverlust des durch das Durchflußre­ gelventil strömenden Fluids verhindert werden kann. Ferner kann eine schwingende oder pendelnde Bewegung des Ventilelements sicher vermieden werden.

Es sollte ferner erkennbar sein, daß für den Fachmann eine Vielzahl von Änderungen und Varianten möglich sind, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen, wie er in den beigefügten Ansprüchen dargelegt ist.

Claims (27)

1. Druckbetätigtes Durchflußregelventil, welches in einem Fluidkanal anordenbar ist, in dem ein unter Druck stehen­ des Fluid von einem Bereich hohen Drucks zu einem Bereich geringeren Drucks strömt, und welches umfaßt: einen Ventilsitz mit einer Ventildurchgangsöffnung an einem Ende des Ventilsit­ zes, ein Ventilelement, welches in dem Bereich geringeren Drucks des Fluidkanals, bezogen auf den Ventilsitz, angeordnet ist und aufgrund einer Veränderung in einem Druckunterschied zwischen Drücken, welche in den beiden Bereichen hohen Drucks und geringeren Drucks, bezogen auf den Ventilsitz, vorherr­ schen, zu dem Ventilsitz hin- und von diesem wegbewegt wird, um die Ventilöffnung zu schließen und zu öffnen, wobei das druckbetätigte Durchflußregelventil umfaßt:
Antriebsmittel, um das Ventilelement konstant gegen des Ende des Ventilsitzes hin zu treiben, wobei die Antriebsmittel auf das Ventilelement eine veränderliche trei­ bende Kraft aufbringen, welche von einer größten Kraft, die sich zeigt, wenn das Ventilelement in Kontakt mit dem Ende des Ventilsitzes ist, um die Ventilöffnung zu schließen, bis zu einer geringeren Kraft, die sich zeigt, wenn das Ventilelement durch den Differenzdruck von dem Ende des Ventilsitzes wegbe­ wegt wird, variiert.

2. Druckbetätigtes Durchflußregelventil nach Anspruch 1, wobei die Antriebsmittel umfassen:
Magnetmittel zum Erzeugen einer magnetischen An­ ziehungskraft, welche zwischen dem Ende des Ventilsitzes und dem Ventilelement wirkt.

3. Druckbetätigtes Durchflußregelventil nach Anspruch 2, wobei die Magnetmittel zumindest von dem Ventilsitz oder dem Ventilelement umfaßt sind.

4. Druckbetätigtes Durchflußregelventil nach Anspruch 3, wobei einer der Teile Ventilsitz und Ventilelement, welcher die Magnetmittel umfaßt, eine Umhüllung aufweist, welche von einem magnetischen Material gebildet ist und die Magnetmittel um­ hüllt, wobei die Umhüllung als Magnetkreis-Mittel wirkt, wel­ ches die zwischen dem Ventilsitz und dem Ventilelement wirkende magnetische Anziehungskraft verstärkt.

5. Druckbetätigtes Durchflußregelventil nach Anspruch 4, wobei die als das Magnetkreis-Mittel wirkende Umhüllung ein Ventilgehäuse zur beweglichen Aufnahme des Ventilelements umfaßt.

6. Druckbetätigtes Durchflußregelventil nach Anspruch 1, wobei das druckbetätigte Durchflußregelventil ferner ein Ven­ tilgehäuse zur beweglichen Aufnahme des Ventilelements umfaßt, wobei das Ventilgehäuse mit dem Ventilsitz fest verbunden ist.

7. Druckbetätigtes Durchflußregelventil nach Anspruch 6, wobei die Antriebsmittel Magnetmittel zum Erzeugen einer magne­ tischen Anziehungskraft, welche zwischen dem Ende des Ventil­ sitzes und dem Ventilelement wirkt, umfassen, wobei die Magnet­ mittel von dem Ventilelement umfaßt sind, das in dem Ventilge­ häuse aufgenommen ist, welches von einem nicht-magnetischen Material gebildet ist.

8. Druckbetätigtes Durchflußregelventil nach Anspruch 7, wobei das das Ventilgehäuse bildende nicht-magnetische Material ein Fluor-haltiges Kunststoffmaterial umfaßt.

9. Druckbetätigtes Durchflußregelventil nach Anspruch 8, wobei das Fluor-haltige Kunststoffmaterial Polytetrafluorethy­ len umfaßt.

10. Druckbetätigtes Durchflußregelventil nach Anspruch 3, wobei die Magnetmittel von dem Ventilsitz umfaßt sind und wobei das Ventilelement von einem magnetischen Material gebildet ist.

11. Druckbetätigtes Durchflußregelventil nach An­ spruch 10, wobei ein Ventilgehäuse zur festen Verbindung mit dem Ventilsitz vorgesehen ist und von einem magnetischen Mate­ rial gebildet ist, um ein Magnetkreis-Mittel zu bilden, welches mit den Magnetmitteln des Ventilsitzes zusammenwirkt.

12. Druckbetätigtes Durchflußregelventil nach Anspruch 3, wobei der Ventilsitz oder das Ventilelement ganz von einem Per­ manentmagneten umfaßt ist, welcher als die Magnetmittel zu wir­ ken vermag.

13. Druckbetätigtes Durchflußregelventil nach An­ spruch 12, wobei der Permanentmagnet als ein säulenartig gestaltetes Glied ausgebildet ist.

14. Druckbetätigtes Durchflußregelventil nach Anspruch 3, wobei der Ventilsitz oder das Ventilelement einen Körperbereich umfaßt, der von einem Kunststoffmaterial gebildet ist und darin die Magnetmittel hält.

15. Druckbetätigtes Durchflußregelventil nach An­ spruch 14, wobei das den Körperbereich bildende Kunststoff­ material ein Fluor-haltiges Kunststoffmaterial umfaßt.

16. Druckbetätigtes Durchflußregelventil nach An­ spruch 15, wobei das Fluor-haltige Kunststoffmaterial Poly­ tetrafluorethylen umfaßt.

17. Druckbetätigtes Durchflußregelventil nach An­ spruch 14, wobei, wenn der Ventilsitz den von dem Kunst­ stoffmaterial gebildeten Körperbereich umfaßt, der Ventilsitz eine Sitzfläche aufweist, die in dem Körperbereich ausgebildet ist.

18. Druckbetätigtes Durchflußregelventil nach An­ spruch 14, wobei, wenn das Ventilelement den von dem Kunst­ stoffmaterial gebildeten Körperbereich umfaßt, das Ventil­ element eine öffnungsverschließende Fläche aufweist, die indem Körperbereich ausgebildet ist.

19. Druckbetätigtes Durchflußregelventil nach An­ spruch 14, wobei die von dem Körperbereich gehaltenen Magnet­ mittel in dem Körperbereich eingebettet sind.

20. Druckbetätigtes Durchflußregelventil nach Anspruch 1, welches ferner ein dämpfendes Glied umfaßt, das in einem Be­ reich des Ventilsitzes oder des Ventilelements vorgesehen ist, um einen Berührungsstoß zu mindern, wenn das Ventilelement von den Antriebsmitteln in eine Position bewegt wird, in der es in Kontakt mit dem Ventilsitz ist.

21. Druckbetätigtes Durchflußregelventil nach An­ spruch 20, wobei das dämpfende Glied ein scheibenartiges Element aus einem dämpfenden Legierungsmaterial ist.

22. Druckbetätigtes Durchflußregelventil nach An­ spruch 21, wobei das scheibenartige Dämpfungselement mit einer Sitzfläche des Ventilsitzes verbunden ist.

23. Druckbetätigtes Durchflußregelventil nach An­ spruch 21, wobei das scheibenartige Dämpfungselement mit einer öffnungsverschließenden Fläche des Ventilelements verbunden ist.

24. Druckbetätigtes Durchflußregelventil nach An­ spruch 20, wobei das dämpfende Glied eine Schicht aus einem Kunststoffmaterialist, welche eine öffnungsverschließende Fläche des Ventilelements bildet.

25. Kältemittelverdichter, welcher umfaßt:
eine Antriebswelle, welche von einer Antriebs­ quelle zu einer Drehbewegung angetrieben wird;
einen Zylinderblock mit einer Zylinderbohrung, in welcher ein Kolben eine hin- und hergehende Bewegung ausführen kann, um dadurch ein von einem Saugraum angesaugtes Kältemittel zu verdichten und das verdichtete Kältemittel in einen Druck­ raum auszuschieben;
eine Kurvenscheibe, welche in einem Kurbelraum angeordnet ist, um den Kolben auf der Grundlage der Rotation der Antriebswelle hin- und hergehen zu lassen;
einen Gaslieferkanal, der sich von dem Druckraum zu einer Lieferöffnung erstreckt, welche mit einem externen Kältesystem über eine Fluidleitung verbindbar ist; und
ein druckbetätigtes Durchflußregelventil, welches in dem Gaslieferkanal angeordnet ist, um einen Förderstrom des Kältemittels, welcher durch den Gaslieferkanal von dem Druck­ raum über die Lieferöffnung zu dem externen Kältesystem fließt, zu regulieren;
wobei das druckbetätigte Durchflußregelventil umfaßt:
einen Ventilsitz, welcher in einem Bereich des Gaslieferkanals fest angeordnet ist, um auf seiner dem Druck­ raum zuliegenden Seite einen Bereich hohen Drucks zu bilden und auf seiner der Lieferöffnung zuliegenden Gegenseite einen Be­ reich geringeren Drucks zu bilden, wobei der Ventilsitz eine Ventildurchgangsöffnung an einem Ende des Ventilsitzes gegen den Bereich geringeren Drucks hin aufweist;
ein Ventilelement, welches in dem Bereich gerin­ geren Drucks des Gaslieferkanals, bezogen auf den Ventilsitz, angeordnet ist und aufgrund einer Veränderung in einer Druck­ differenz zwischen Drücken, welche in den beiden Bereichen hohen und geringeren Druckes vorherrschen, zu dem Ventilsitz hin- und von diesem wegbewegt wird, um die Ventilöffnung zu schließen und zu öffnen; und
Antriebsmittel, um das Ventilelement konstant gegen das Ende des Ventilsitzes hin zu treiben, wobei die An­ triebsmittel auf das Ventilelement eine veränderliche treibende Kraft aufbringen, die von einer größten Kraft, welche sich zeigt, wenn das Ventilelement in Kontakt mit dem Ende des Ven­ tilsitzes ist, um dadurch die Ventilöffnung zu schließen, bis zu einer geringeren Kraft, welche sich zeigt, wenn das Ventil­ element durch den Differenzdruck von dem Ende des Ventilsitzes getrennt wird, variiert.

26. Kältemittelverdichter nach Anspruch 25, wobei die in dem Kurbelraum angeordnete Kurvenscheibe zum Hin- und Herbewe­ gen des Kolbens auf der Grundlage der Rotation der Antriebs­ welle eine Kurvenscheibe mit veränderlicher Neigung umfaßt, die einen hin- und hergehenden Hub des Kolbens in Abhängigkeit von einer anpaßbaren Änderung eines in dem Kurbelraum vorherrschen­ den Kurbelraumdrucks ändert, und wobei der Kältemittelverdich­ ter weiter einen Steuerkanal umfaßt, welcher den Kurbelraum mit dem Druckraum fluidisch verbindet, und ein Fördermengenregel­ ventil, welches in dem Steuerkanal angeordnet ist, um einen Strom des Kältemittels, der durch einen vorgegebenen Bereich des Steuerkanals fließt, zu regulieren, um dadurch den Kurbel­ raumdruck zu steuern.

27. Kältemittelverdichter nach Anspruch 25, wobei die Antriebsmittel des druckbetätigten Durchflußregelventils Magnetmittel zum Erzeugen einer magnetischen Anziehungskraft aufweisen, die zwischen dem Ende des Ventilsitzes und dem Ven­ tilelement wirkt.