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Dokumentenidentifikation DE602004004012T2 16.08.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001507109
Titel Kapazitätskontrollventil
Anmelder Eagle Industry Co., Ltd., Tokio/Tokyo, JP;
Sanden Corp., Isesaki, Gunma, JP
Erfinder Uemura, Eagle Industry Co., Norio, Tokyo 105-8587, JP;
Iwa, Eagle Industry Co., Toshiaki, Tokyo 105-8587, JP;
Shirai, Eagle Industry Co., Katsuya, Tokyo 105-8587, JP;
Shirafuji, Eagle Industry Co., Keigo, Tokyo 105-8587, JP;
Taguchi, Sanden Corporation, Yukihiko, Gunma, 378-8502, JP
Vertreter TER MEER STEINMEISTER & Partner GbR Patentanwälte, 33617 Bielefeld
DE-Aktenzeichen 602004004012
Vertragsstaaten DE, FR
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 04.08.2004
EP-Aktenzeichen 040184756
EP-Offenlegungsdatum 16.02.2005
EP date of grant 03.01.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.08.2007
IPC-Hauptklasse F16K 31/06(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse F04B 27/18(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Kapazitätskontrollventil zur variablen Modulation einer Kapazität oder eines Druckes einer in einer Steuerkammer enthaltenen Prozeßflüssigkeit mit Hilfe eines Ventilkörpers, der mit einer Betätigungsstange verbunden ist. Spezieller bezieht sich die Erfindung auf ein Kapazitätskontrollventil, bei dem die Abriebfestigkeit der Betätigungsstange bei der Öffnungs- oder Schließfunktion des Ventilkörpers verbessert ist und der Gleitwiderstand vermindert ist, wobei der Ventilkörper in einem Stück an der Betätigungsstange angebracht ist.

BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK

Als Stand der Technik 1 bezüglich der vorliegenden Erfindung sind Kapazitätskontrollventile für Taumelscheibenkompressoren mit variablem Durchsatz bekannt. Bei einem Kapazitätskontrollventil dieser Art ist eine Betätigungsstange, auf der ein Ventilkörper montiert ist, mit einem Spulenteil oder einer drucksensitiven Einrichtung verbunden, so daß die Stange lang ausgebildet sein muß. Die Betätigungsstange ist auch mit einer Ankerstange verbunden, die in einer frei verschiebbaren Weise durch eine Bohrung im Inneren eines festen Eisenkerns eines Spulenteils geführt ist. Weiterhin nimmt das Kapazitätskontrollventil die Betätigungsstange auf, die in einem Stück mit der Ankerstange verbunden ist, große Längsabmessungen und einen kleinen Radius hat.

Ein in 5 gezeigtes Kapazitätskontrollventil ist dem Kapazitätskontrollventil nach dem Stand der Technik 1 ähnlich. Deshalb wird der Stand der Technik 1 anhand von 5 beschrieben. In 5 hat ein Ventilgehäuse 105 ein axial durchgehendes Loch. Das durchgehende Loch bildet eine Ausgangsventilbohrung 110C, eine Saugventilbohrung 110D, eine erste Führungsbohrung 110E und eine zweite Führungsbohrung 110F. Außerdem ist zwischen der Ausgangsventilbohrung 110C und der Saugventilbohrung 110D eine Ventilkammer 111 angeordnet. Weiterhin steht ein erster Saugdruckkanal 110B1 mit der Saugventilbohrung 110D in Verbindung. Ebenso steht ein Ausgangsdruckkanal 110A mit der Ausgangsventilbohrung 110C in Verbindung. Im unteren Teil der Figur ist ein zweiter Saugdruckkanal 110B2 gezeigt, der mit dem durchgehenden Loch in Verbindung steht.

Bei dem Ventilgehäuse 105 sind ein erstes Ventilgehäuse 105A und ein zweites Ventilgehäuse 105B durch eine Verschraubung fest miteinander verbunden. In einem Endabschnitt des ersten Ventilgehäuses 105A ist eine Federkammer 120 gebildet. Ein offenes Ende der Federkammer 120 ist mit einem Federsitz 122 verschraubt. Eine Feder 121 ist zwischen dem Federsitz 122 und der Betätigungsstange 101 angeordnet, und die Federkraft der Feder 121 wird eingestellt, indem der Federsitz 122 in dem Schraubgewinde gedreht wird. Die Feder 121 übt auf die Betätigungsstange 101 eine nachgiebige, aufwärts gerichtete Andruckkraft aus, wie in der Zeichnung dargestellt ist.

Das durchgehende Loch des Ventilgehäuses 105 nimmt in seinem Inneren die Betätigungsstange 101 auf. Die Betätigungsstange 101 hat einen einteiligen Aufbau und umfaßt einen ersten Anschlag 101E, der sich relativ zu der ersten Führungsbohrung 110E verschiebt, einen in der Ventilkammer 111 angeordneten Ventilkörper 101A, einen zweiten Anschlag 101F, der sich relativ zu der zweiten Führungsbohrung 110F verschiebt, und eine Ankerstange 101C, die in einer frei verschiebbaren Weise in eine Stangenbohrung 132A des festen Eisenkerns 132 eingesetzt ist. Der Ventilköprer 101A bildet Ventilflächen, und die an beiden Stirnflächend des Ventilkörpers 101A gebildeten Ventilflächen werden mit den gegenüberliegenden Ventilsitzen des Ventilgehäuses 105 in Berührung gebracht oder davon abgehoben, um das Ausmaß der Öffnung der Ausgangsventilbohrung 110C bzw. der Saugventilbohrung 110D zu bestimmen.

Eine Verschiebung des Ventilkörpers 101A in Öffnungsrichtung der Ausgangsventilbohrung 110C erlaubt es dem unter Ausgangsdruck stehenden Fluid in dem Ausgangsdruckkanal 110A, direkt in einen Kurbelgehäuse-Druckkanal 110G zu strömen. Dies bewirkt zugleich eine Bewegung des Ventilkörpers 101A in Schließrichtung der Saugventilbohrung 110D, wodurch das unter Saugdruck in dem ersten Saugdruckkanal 110B1 stehende Fluid gedrosselt wird, das in den Kurbelgehäuse-Druckkanal 110G strömt. Die in einem Stück mit dem Ventilkörper 101A ausgebildete Betätigungsstange 101 führt eine Bewegung aus, bei der sich der erste Anschlag 101E relativ zu der ersten Führungsbohrung 110E verschiebt und der zweite Anschlag 101F sich relativ zu der zweiten Führungsbohrung 110F verschiebt. Weiterhin wird der Ventilkörper 101A mit dem Ventilsitz in Berührung gebracht oder davon abgehoben. Aus diesem Grund müssen der Ventilkörper 101A sowie der erste Anschlag 101E und der zweite Anschlag 101F durch Wärmebehandlung gehärtet werden, damit Verschleiß vermieden wird. Außerdem müssen die wärmebehandelten Oberflächen feingeschliffen werden.

Am anderen Ende des Ventilgehäuses 105 ist ein Spulenteil 130 angeordnet. Der Spulenteil 130 besteht aus einem festen Eisenkern 131, einem beweglichen Eisenanker 132 und einer Magnetspule 135. Der bewegliche Anker 132 wird durch eine Erregung des Spulenteils 130 betätigt und setzt die Ankerstange 101C in Bewegung. Die Bewegung der Ankerstange 101C wird durch das Stangenloch 132A des festen Eisenkerns 131 geführt. Ein Teil des unter Saugdruck stehenden Fluids aus dem ersten Saugdruckkanal 110B1 kann in eine Kammer 136 in dem beweglichen Eisenkern strömen, nachdem es einen Spalt an der äußeren Umfangsfläche der Ankerstange 101C passiert hat. Dies führt zu einem Ausgleich zwischen dem Saugdruck Ps in der Kammer 136 des beweglichen Ankers und dem Saugdruck Ps des Fluids, das durch den zweiten Saugdruckkanal 110B2 in die Federkammer 120 strömt, welche Drücke beide in gleicher Weise von beiden Seiten her auf die Betätigungsstange wirken.

Bei einem Kapazitätskontrollventil 100 dieser Art öffnet und schließt der Ventilkörper 101A wechselweise die Ausgangsventilbohrung 110C und die Saugventilbohrung 110D, infolge einer aufwärts gerichteten Bewegung der Betätigungsstange 101, die durch eine Betätigungskraft erzeugt wird, die zu dem elektrischen Strom in dem Spulenteil 130 und einer Rückstellkraft der Feder 121 proportional ist. Die wechselweise Steuerung des Öffnens und Schließens der Ausgangsventilbohrung 110C und der Saugventilbohrung 110D bewirkt, daß das Fluid unter dem Ausgangsdruck Pd und das Fluid unter dem Saugdruck Ps in ein Kurbelgehäuse des Kompressors strömt, um eine Taumelscheibe desselben zu steuern, wobei der Kompressor in der Figur nicht dargestellt ist.

Die Betätigungsstange 101 des Kapazitätskontrollventils 100 muß so ausgebildet sein, das sie eine harte Oberfläche hat, weil die Betätigungsstange 101 einer Gleitbewegung relativ zu der ersten Führungsbohrung 110E und der zweiten Führungsbohrung 110F unterliegt. Eine Ventilfläche des Ventilkörpers 101A muß ebenfalls eine harte Oberfläche haben, weil die Ventilfläche mit einem Ventilsitz in Berührung gebracht wird. Weiterhin sind der erste Anschlag 101E und der zweite Anschlag 101F koaxial miteinander ausgerichtet, damit die Gleitreibung vermindert wird. Auch die rechtwinklig zur Achse der Betätigungsstange 101 verlaufende Ventilfläche muß bearbeitet werden. Dazu wird die Betätigungsstange 101 nach der Wärmebehandlung geschliffen. Die Betätigungsstange 101 hat jedoch einen Körper mit großer Längsabmessung, und die Wärmebehandlung verursacht häufig eine axiale Biegung der Stange. Außerdem führt der kleine Durchmesser der Betätigungsstange 101 zu Schwierigkeiten bei dem Schleifprozeß. Insbesondere besteht eine erhebliche Schwierigkeit bei dem Prozeß, bei dem die Ventilfläche so geschliffen wird, daß sie rechtwinklig zur Achse der Stange verläuft. Dies kann insofern zu einem Mangel der Betätigungsstange 101 führen, als die Betätigungsstange 101 nicht mehr in der Lage ist, der Kraft der Feder 121 oder des elektrischen Stroms des Spulenteils 130 zu folgen, wenn die Feder 121 auf die Betätigungsstange 101 wirkt oder der Spulenteil 130 durch Modulation des Stromes erregt wird. Deshalb beeinträchtigt die Steuerung des Kapazitätskontrollventils 100 die Arbeitsweise des Kompressors.

Probleme, die bei dem Stand der Technik 1 und dem Stand der Technik 2 verbleiben, sollen in der nachstehenden Beschreibung geklärt werden. Bei dem Stand der Technik 1 (für den Stand der Technik 2 wird auf entsprechende Bauteile in 5 verwiesen) ist der feste Eisenkern 132 magnetisch, und Eisenpulver, das in einem unter dem Saugdruck Ps stehenden Fluid enthalten ist, wird zur Innenfläche der magnetisierten Bohrung angezogen, bevor es auf seinem Weg durch die Spalte in der zweiten Führungsbohrung 110F und der Stangenbohrung 132A des festen Eisenkerns 131 die Kammer 136 des beweglichen Ankers erreicht. Das angezogene Eisenpulver verbleibt auf der Gleitfläche und verursacht während der relativen Gleitbewegung Abrieb an der inneren Oberfläche der Bohrung sowie an der Betätigungsstange 101. Insbesondere verursacht das an der zweiten Führungsbohrung 110F des Ventilgehäuses abgelagerte Eisenpulver ein Problem bei der Funktion der Betätigungsstange 101 (des Halters für die Verbindungsstange im Fall des Standes der Technik 2). Eisenpulver und dergleichen haben auch die Tendenz, sich in einem Bereich der Stangenbohrung 132A in dem festen Eisenkern 132 in der Nähe des zweiten Anschlags 101F zu sammeln. Das angesammelte Eisenpulver stört die Funktion der Betätigungsstange 101. Wenn die Ankerstange 101C und die Betätigungsstange 101 als getrennte Bauteile ausgebildet sind und ihre jeweiligen Anlageflächen miteinander in Berührung gebracht werden, so gelangt das in den Bereich der Stangenbohrung 132A in dem festen Eisenkern 132 in der Nähe des zweiten Anschlags 101F angesammelte Eisenpulver beim Betrieb der Betätigungsstange 101 in eine Grenzschicht zwischen den beiden Anlageflächen der Ankerstange 101C und der Betätigungsstange 101, was das Öffnungs- und Schließverhalten des Ventilkörpers 101A beeinträchtigt. Dies führt dazu, daß das Kapazitätskontrollventil 100 das unter dem Druck Pc in der Kurbelkammer stehende Fluid nicht mehr kontrollieren kann.

Bei einem Kapazitätskontrollventil dieser Art bestehen aufgrund der oben dargestellten Anordnung die folgenden Nachteile. Zunächst bedarf die Betätigungsstange des Kapazitätskontrollventils einer Abschreckung als Wärmebehandlung, um die Härte der Gleitfläche zu erhöhen und deren Verschleiß zu verhindern. Ein solcher Wärmebehandlungsprozeß wirft jedoch Probleme auf wie etwa axiale Biegung oder Spannungen. Deshalb erfordert dies nicht nur einen Prozeß zum Polieren der wärmebehandelten Oberfläche nach der eigentlichen Wärmebehandlung, sondern auch einen Schleifprozeß, um die axiale Biegung zu korrigieren. Außerdem macht der kleine Radius der Betätigungsstange es schwierig, diese zu schleifen. Weiterhin muß nach der Wärmebehandlung auch die Ventilfläche geschliffen werden, um sicherzustellen, daß die Ventilfläche rechtwinklig zur Längsachse verläuft. Aufgrund der Notwendigkeit, die Bearbeitung in einer zur Längsachse rechtwinkligen Richtung vorzunehmen, ist auch dieser Schleifprozeß anspruchsvoll, was die Produktionskosten erhöht.

Weiterhin wird magnetisiertes Eisenpulver zwischen der Ankerstange und der Stangenbohrung des festen Eisenkerns zu dem festen Eisenkern angezogen und erschwert die normale Funktion der Ankerstange. Solche Verunreinigungen wie Eisenpulver und dergleichen lassen sich schwer beseitigen, weil sie von Anfang an mit dem zugeführten Fluid eingetragen werden. Auch ein Verschleiß an dem festen Eisenkern läßt sich wegen der begrenzten Verfügbarkeit des Materials desselben nur schwer vermeiden. Infolgedessen erschweren Abriebpulver, die zu der Stangenbohrung angezogen werden, einen Betrieb der Ankerstange unter normalen Bedingungen.

Die vorliegende Erfindung wird vorgeschlagen, um die oben genannten Probleme zu lösen. Ein erstes technisches Ziel, das durch die Erfindung erreicht werden soll, besteht darin, Verschleiß bei der Gleitbewegung durch Härten der Betätigungsstange zu vermeiden und die für den normalen Betrieb der Betätigungsstange nötige Maßgenauigkeit zu erreichen. Ein weiters Ziel besteht darin, die Herstellungskosten für die Betätigungsstange zu senken. Noch ein weiteres Ziel beseht darin, die normale Funktionsweise der Betätigungsstange sicherzustellen, indem verhindert wird, daß Verunreinigungen in den Zwischenraum zwischen den Gleitflächen der Stangenbohrung des festen Eisenkerns und der Ankerstange gezogen werden.

Ein Kapazitätskontrollventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 wird in EP-A-1 279 831 beschrieben.

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung soll die oben genannten technischen Probleme überwinden, und eine Lösung dieser Probleme wird wie folgt realisiert. Ein Kapazitätskontrollventil weist einen Spulenteil auf, und das Kapazitätskontrollventil umfaßt einen Ankerstangenabschnitt, der mit einem beweglichen Anker des Spulenteils verbunden ist, eine Betätigungsstange, die den Ankerstangenabschnitt hält, einen an der Betätigungsstange gebildeten Ventilkörper, der einen Steuerdurchlaß für ein Fluid öffnet oder schließt, und einen gegenüberliegend zu dem beweglichen Anker angeordneten festen Kern, der ein Führungsloch aufweist, wobei das Führungsloch die Betätigungsstangen in einer frei beweglichen Weise führt und die Betätigungsstange sich in Längsrichtung durch eine innere Bohrung hindurch erstreckt, wobei die Betätigungsstange durch eine Oberflächenhärtung bei nicht mehr als 500°C behandelt ist.

Bei dem Kapazitätskontrollventil gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Betätigungsstange mit einer Niedrigtemperatur-Oberflächenhärtung bei nicht mehr als 500°C behandelt. Die Niedrigtemperatur-Oberflächenhärtung, die auf die Oberfläche der Betätigungsstange angewandt wird und bei der eine Oberflächendicke von weniger als als 10 × 10–6 m bei nicht mehr als 500°C behandelt wird, kann der Betätigungsstange eine verbesserte Abriebfestigkeit, haftmindernde Eigenschaften und eine geringe Oberflächenrauheit verleihen. Insbesondere verbessert sich die Gleitreibung der Betätigungsstange, da die Betätigungsstange frei von Spannungen ist, die durch die Wärmebehandlung verursacht würden. Die Rundheit der Betätigungsstange nach der Oberflächenhärtung beträgt weniger als etwa 0,5 × 10–6 m, und somit wird bei der Schließoperation des Ventilkörpers eine Leckage des Steuerfluids aus einem Spalt zwischen den Passungsflächen der Betätigungsstange wirksam verhindert. Weiterhin verbessert sich die Abriebfestigkeit der Betätigungsstange. Die Kosten für die maschinelle Bearbeitung der Betätigungsstange sind ebenfalls vermindert. Die Gesamtgestalt der Betätigungsstange nach der Wärmebehandlung zeigt geringe durch die Wärmebehandlung verursachte Verformungen, und Feldversuche mit der Betätigungsstange zeigen keinerlei potentielle Probleme auf.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine Querschnittsdarstellung eines Kapazitätskontrollventils gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

2 ist eine vergrößerte Seitenansicht einer in 1 gezeigten Betätigungsstange.

3 ist eine vergrößerte Seitenansicht eines in 1 gezeigten Ankerstangenabschnitts.

4 ist eine Querschnittsdarstellung eines Kapazitätskontrollventils gemäß der vorliegenden Erfindung, das an einem Kompressor mit variablem Durchsatz angebracht ist.

5 ist eine Querschnittsdarstellung eines Steuerventils für einen Kompressor mit variablem Durchsatz, als Stand der Technik, der der vorliegenden Erfindung ähnelt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Nachstehend werden Einzelheiten von Zeichnungen zu bevorzugten Ausführungsformen eines Kapazitätskontrollventils beschrieben, das in Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Alle nachstehend erläuterten Figuren wurden anhand tatsächlicher Konstruktionszeichnungen mit genauen Maliverhältnissen erstellt.

1 ist eine Querschnittsdarstellung eines Kapazitätskontrollventils, das eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein Kapazitätskontrollventil. Das Kapazitätskontrollventil 1 weist ein Ventilgehäuse 2 auf, das eine äußere Kontur des Ventils 1 bestimmt. Das Ventilgehäuse 10 weist ein durchgehendes Loch auf, das verschiedene Abschnitte mit unterschiedlichen Durchmessern bildet. Das Ventilgehäuse 10 besteht aus Metall wie etwa Bronze, Aluminium oder rostfreiem Stahl oder aus Kunststoff oder dergleichen.

Das Ventilgehäuse 10 bildet an einem Ende des durchgehenden Loches desselben eine weite Öffnung. Das offene Ende ist mit einem Einstell-Endstück 24 versehen, das im Inneren eine Druckmeßkammer 17 bildet. Der äußere Umfang des anderen Endes des Ventilgehäuses 10 bildet einen Anschlußteil, mit dem der Spulenteil 30 verbunden ist. Das Einstell-Endstück 24 ist in einer bestimmten Relativposition in das Ventilgehäuse 10 eingesetzt. Ein Schraubgewinde an dem Einstell-Endstück 24 erlaubt es jedoch, eine gewünschte Federkraft der Druckmeßeinrichtung 20 einzustellen.

Das durchgehende Loch des Ventilgehäuses 10 bildet eine Gleitbohrung 12, die mit der Druckmeßkammer 17 in Verbindung steht und einen kleineren Durchmesser als die Druckmeßkammer 17 hat. Das durchgehende Loch bildet weiterhin einen Steuerdurchlaß 14, der mit der Gleitbohrung 12 in Verbindung steht. Weiterhin ist eine Ventilkammer 4 so angeordnet, daß sie mit dem Steuerdurchlaß 14 in Verbindung steht, und die Ventilkammer 4 hat einen größeren Durchmesser als der Steuerdurchlaß 14. Das andere Ende des durchgehenden Loches bildet eine Montagebohrung 19, die mit der Ventilkammer 4 in Verbindung steht und an den festen Eisenkern 31 angesetzt werden kann, wobei die Montagebohrung 19 zwei abgestufte Schultern hat und einen größeren Durchmesser aufweist als die Ventilkammer 4. Außerdem wird an der Grenze zwischen der Ventilkammer 4 und dem Steuerdurchlaß 14 ein planarer Ventilsitz 13 gebildet. Der Ventilsitz 13 kann so ausgebildet sein, daß er eine sich zu dem Steuerdurchlaß 14 verjüngende Oberfläche bildet. Dadurch kann der Kontakt mit der Ecke einer Oberfläche 3A eines Ventilteils verkleinert werden.

Das Ventilgehäuse 10 bildet einen ersten Kommunikationskanal 18, der mit der Ventilkammer 4 in Verbindung steht. Der erste Kommunikationskanal 18 kommuniziert mit einem Kanal für ein Fluid, das unter einem Steuerdruck Pd steht, z.B., im Fall eines Kompressors mit variablem Durchsatz, einem Kanal für ein Fluid, das unter einem Ausgangsdruck (Steuerdruck) Pd steht. Dieser erste Kommunikationskanal 18 erreicht die Umfangsfläche des Ventilgehäuses 10, in der vier der ersten Kommunikationskanäle 18 in gleichmäßigen Abständen angeordnet sind. Die Anzahl der in gleichmäßigen Abständen auf der Umfangsfläche angeordneten ersten Kommunikationskanäle 18 kann je nach Bedarf drei, vier oder dergleichen betragen.

Der Steuerdurchlaß 14 kommuniziert mit einem zweiten Kommunikationskanal 16, der den Einstrom von Fluid unter dem Steuerdruck Pd erlaubt, das zu der Steuerkammer ausfließen soll, die in der Figur nicht dargestellt ist (Kurbelkammer 55 in 4). Der zweite Kommunikationskanal 16 bildet ein durchgehendes Loch, das sich vom äußeren Umfang des Ventilgehäuses 10 an zwei oder vier gleichmäßig auf dem Umfang verteilten Stellen zu dem Steuerdurchlaß 14 erstreckt. Das Ventilgehäuse 10 enthält auch einen dritten Kommunikationskanal 15, der mit der Druckmeßkammer 17 in Verbindung steht. Ein unter Saugdruck (Ps) stehendes Fluid aus einer externen Einrichtung (Kompressor) wird durch den dritten Kommunikationskanal 15 in die Druckmeßkammer 17 eingeleitet. Der äußere Umfang des Ventilgehäuses 10 hat vorspringende abgestufte Schultern, und diese vorspringenden abgestuften Schultern bilden an zwei Stellen Aufnahmenuten für O-Ringe. Jede Aufnahmenut nimmt einen O-Ring auf, so daß eine Dichtung zwischen dem Ventilgehäuse 10 und einer Installationsbohrung eines Gehäuses gebildet wird, das in der Figur nicht sichtbar ist (siehe 4) und an dem das Gehäuse 10 angebracht ist.

Die Druckmeßkammer 17 nimmt eine Druckmeßeinrichtung 20 auf. Ein nachgiebiger, Druck ausübender Balg 21, der aus Metall hergestellt ist, bildet einen äußeren Umfang der Druckmeßkammer 17. Ein Ende des Balges 21 ist an einer Balgführung 23 angebracht. Das andere Ende des Balges 21 ist einstückig mit einer Montageplatte verbunden. Weiterhin ist innerhalb des Balges 21 eine nachgiebige, Druck ausübende erste Feder 22 angeordnet, und die innere Kammer des Balges 21 ist dicht in einem Vakuumzustand gehalten. Die Balgführung 23 ist dicht in eine Gleitfläche des Einstell-Endstücks 24 eingepaßt und nachgiebig durch eine zweite Feder 25 beaufschlagt. Der Balg 21 ist aus Phosphorbronze oder dergleichen hergestellt, und seine Federkonstante ist auf einen gewünschten Wert eingestellt. Wenn die Federkonstante des Balges 21 nicht stark genug ist, sorgt die schraubenförmige erste Feder 22 für eine Andruckkraft. Die erste Feder 22, die eine Andruckkraft in einer Öffnungsrichtung auf den Ventilkörper 3 ausübt, kann auch an anderer Stelle statt innerhalb der Druckmeßeinrichtung 20 angeordnet sein. Wenn die erste Feder 22 an einer anderen Stelle angeordnet ist, so kann die Druckmeßeinrichtung 20 durch eine Membran gebildet werden.

Die Druckmeßeinrichtung 20 ist so konstruiert, daß ihre Expansions- oder Kontraktionswirkung durch ein relatives Kräftegleichgewicht zwischen einer elastischen Andruckkraft der Druckmeßeinrichtung 20 und einer durch den Saugdruck Ps bedingten kontrahierenden Kraft bestimmt wird. Der Saugdruck Ps, der auf eine Wirkfläche der Druckmeßeinrichtung 20 wirkt, erzeugt die kontrahierende Kraft auf die Druckmeßeinrichtung 20. Das Ventilgehäuse 10 bildet ein Einführungsloch 17A (gestrichelt eingezeichnet), das die Druckmeßkammer 17 mit einem im Durchmesser erweiterten Teil der Montagebohrung 19 verbindet. Das Einführungsloch 17A ist in der Lage, ein externes Fluid unter dem Saugdruck Ps durch die Druckmeßkammer 17 hindurch in eine innere Bohrung 31B des festen Eisenkerns 31 einzuleiten. Der im Durchmesser erweiterte Teil der Montagebohrung 19 nimmt einen Flansch 31C auf. Die jeweiligen Gleitflächen in der durchgehenden Bohrung des Ventilgehäuses 10 können Lagerfilme tragen, die in der Zeichnung nicht dargestellt sind. Die Lagerfilme bestehen aus einem reibungsarmen Material. Als ein Beispiel für ein solches reibungsarmes Material kann die Gleitfläche mit einem Film aus fluoriertem Harz beschichtet sein. Durch Einführung dieses Lagerfilms kann das Ansprechverhalten der Betätigungsstange 2 insgesamt verbessert werden.

Ein Verbindungselement ist fest an einem konkaven Teil der Montageplatte angebracht, die sich an einem Ende der Druckmeßeinrichtung 20 befindet, wobei ein vorstehender Teil des Verbindungselements fest in den konkaven Teil eingepaßt ist. Das Verbindungselement hat auch einen konkaven Teil, der die Form eines Kegelstumpfes aufweist. Die Betätigungsstange 2, deren eines Ende in den konkaven Teil des Verbindungselements eingepaßt ist, erstreckt sich durch die durchgehende Bohrung. Die Betätigungsstange 2 bildet eine Druckfühlerstange 2B, die sich gleitend in der Gleitbohrung 12 bewegt. Die Betätigungsstange 2 bildet auch eine Verbindungsstange 2C, die in einem Stück mit der Druckfühlerstange 2B ausgebildet ist. Die Verbindungsstange 2C hat einen kleineren Durchmesser als der Steuerdurchlaß 14, so daß, wenn der Ventilkörper 3 öffnet, ein unter dem Steuerdruck Pc stehendes Fluid zwischen dem Steuerdurchlaß 14 und der Verbindungsstange 2C hindurchströmen kann. Die Betätigungsstange 2 bildet weiterhin den Ventilkörper 3, der einstückig am Ende der Verbindungsstange 2C sitzt. Der Ventilkörper 3 umfaßt einen Ventilsitz 13 und eine Ventilfläche 3A. Von dem Ventilkörper 3 geht eine Ventilkörperstange 2A aus. Der Durchmesser der Ventilkörperstange 2A ist etwas größer als der Durchmesser des Steuerdurchlasses 14. An einer Stirnfläche 2A2 (siehe 2] der Ventilkörperstange 2 ist ein vorspringender Verbindungsteil 2E gebildet. Der Verbindungsteil 2E der Ventilkörperstange 2A greift in ein Eingriffsloch ein, das in einem Ankerstangenabschnitt 2D ausgebildet ist. Der Verbindungsteil 2E kann eine konische Form oder Vierkantform haben, mit der das Eingriffsloch des Ankerstangenabschnitts 2D in Eingriff steht. Die Betätigungsstange 2 besteht aus rostfreiem Stahl oder ggf. aus einem nichtmagnetischen Material oder einem Spezialstahl.

Der Ankerstangenabschnitt 2D hat einen kreisförmigen Querschnitt und bildet an einem Ende das Eingriffsloch, das mit dem Verbindungsteil 2E der Betätigungsstange 2 in Eingriff steht. Das andere Ende ist fest in eine Paßbohrung des beweglichen Eisenankers 32 eingesetzt. Der Ankerstangenabschnitt 2D besteht aus rostfreiem Stahl. Die Betätigungsstange 2 ist mit einer Niedrigtemperatur-Oberflächenhärtung behandelt, deren Temperatur weniger als 500°C beträgt. Der bewegliche Eisenanker 32 bildet auf der Seite des festen Eisenkerns 31 eine konische Oberfläche. Andererseits bildet eine dem Ankerstangenabschnitt 2D entgegengesetzte Seite des beweglichen Eisenankers 32 einen konkaven Teil, und eine dritte Druckfeder 36Aist in dem konkaven Teil angeordnet. Diese dritte Druckfeder 36A übt auf den beweglichen Eisenanker 32 ständig eine elastische Andruckkraft in Richtung auf den Ventilkörper 3 aus. Der bewegliche Anker 32 ist frei beweglich in ein zylindrisches Rohr 33 mit geschlossenem Boden eingesetzt.

Der in das Rohr 33 eingesetzte feste Eisenkern 31 bildet an seinem einen Ende einen konischen konkaven Teil, der mit einer konischen Oberfläche des beweglichen Ankers 32 in Eingriff steht. Der Flansch 31C befindet sich auf der dem Ventilkörper 3 zugewandten Seite des festen Eisenkerns 31 und dienst als ein Teil eines elektromagnetischen Hauptkreises, der durch die Magnetspule 34 erregt wird, und ein Wandabschnitt, der sich auf der dem Ventilkörper 3 zugewandten Seite des Flansches 31C befindet, bildet einen Stützteil 31A für die Betätigungsstange. Dieser Stützteil 31A ist nicht Teil des elektromagnetischen Hauptkreises. Ein mittlerer Teil des festen Eisenkerns 31 bildet die innere Bohrung 31B, in die der Ankerstangenabschnitt 2D beweglich eingesetzt ist. Der Innendurchmesser der inneren Bohrung 31B ist so gewählt, daß er einen gewissen Spalt bildet, so daß die Bohrung 31B nicht mit dem Ankerstangenabschnitt 2D in Berührung kommt und somit die Bohrung 31B den Ankerstangenabschnitt 2D lose aufnimmt. Andererseits ist ein Innendurchmesser eines Führungsloches 31A1, das durch die Mitte des Stützteils 31A hindurchgeht, so gewählt, daß er sich gleitend relativ zu der Ventilkörperstange 2A bewegt. Die Ventilkörperstange 2A und der Ankerstangenabschnitt 2D sind an einer Stelle miteinander verbunden, wo die Ventilkörperstange 2A aus dem Führungsloch 31A1 heraus und in die innere Bohrung 31B hineinragt. Dies ermöglicht es, daß der Saugdruck Ps auf die Stirnfläche 2A2 der Ventilkörperstange 2A wirkt.

Das Einführungsloch 17A kann mit der inneren Bohrung 31B über mehrere Durchlässe kommunizieren, die radial von der äußeren Umfangsfläche des festen Eisenkerns 31 ausgehen. Die Bereiche, die den festen Eisenkern 31, den beweglichen Anker 32 und die dritte Druckfeder 36A umgeben, werden deshalb unter dem Saugdruck Ps gehalten, der von der Druckmeß-kammer 17 her eingeleitet wird. In der Ventilkammer 4 gleicht eine Kraft, die durch den Ausgangsdruck Pd in Richtung auf den Ankerstangenabschnitt 2D auf den Querschnitt der Ventilkörperstange 2A ausgeübt wird, annähernd eine andere Kraft aus, die durch den Ausgangsdruck Pd in Richtung auf die Druckfühlerstange 2B auf die Dichtfläche des Ventilsitzes 13 der Ventilkörperstange 2A ausgeübt wird, und somit kann der Einfluß des Ausgangsdruckes Pd in der Ventilkammer 4 vernachlässigt werden. Das impliziert, daß die Betätigungsstange 2 allein durch den Saugdruck Ps gesteuert werden kann, ohne daß sie durch den Ausgangsdruck Pd beeinflußt wird.

Am äußeren Umfang des Rohres 33 ist eine Magnetspule 34 angeordnet. Der Spulenteil 30 wird in der Hauptsache durch die Magnetspule 34, den beweglichen Eisenanker 32 und den festen Eisenkern 31 gebildet. Der Spulenteil 30 steuert das Ausmaß der Öffnung des Ventilkörpers 3, indem er auf der Grundlage des der Magnetspule 34 zugeführten elektrischen Stromes den beweglichen Anker 32 antreibt. In dem Fall beeinflußt der Saugdruck Ps, der auf die Druckmeßeinrichtung 20 wirkt, gleichzeitig auch das Ausmaß der Öffnung des Ventilkörpers 3. Bei einem Kapazitätskontrollventil 1 dieser Art wird der Ventilkörper 3 nicht nur durch die Betätigung des Spulenteils 30 entsprechend dem angelegten elektrischen Strom gesteuert, sondern auch durch die Betätigung der Druckmeßeinrichtung 20 durch den Saugdruck Ps, wobei die Wirkung des Ventilkörpers 3 den Druck in der Steuerkammer moduliert, indem er den unter dem Ausgangsdruck Pd stehenden Fluidstrom einstellt, der in die Steuerkammer einzuleiten ist.

2 zeigt die Ventilkörperstange 2A der in 1 dargestellten Betätigungsstange 2. Wie in 1 gezeigt ist, bewegt sich die Betätigungsstange 2 mit der Gleitfläche 2A1 der Ventilkörperstange 2A gleitend an dem Führungsloch 31A1 entlang. Auch die Gleitfläche 2B1 der Druckfühlerstange 2B bewegt sich gleitend in dem Gleitloch 12. Auf die Gleitfläche 2A1 und die Gleitfläche 2B1 wird jedoch die Niedrigtemperatur-Oberflächenhärtung angewandt, so daß eine Biegung der Betätigungsstange 2 in der Längsrichtung oder ein Verzug in der Rundheit verhindert werden kann. Der Verschleiß an der Gleitfläche 2A1 und der Gleitfläche 2B1 wird ebenfalls vermieden. Weiterhin wird während des Betriebs der Betätigungsstange 2 die Reibung vermindert. Die Betätigungsstange 2 ist aus rostfreiem Stahl hergestellt. Eine kreisförmige Stange aus rostfreiem Stahl wird bearbeitet, um die in 2 dargestellte Form herzustellen. Die Oberfläche der Betätigungsstange 2 wird einer Niedrigtemperatur-Oberflächenhärtung unterzogen, um die Oberflächenhärte zu steigern. Dabei wird die hergestellte Betätigungsstange 2, wie sie in 2 gezeigt ist, in einem ersten Schritt entfettet.

Anschließend wird die Betätigungsstange 2 nach Vorerhitzung etwa 120 Minuten lang auf eine Temperatur erhitzt, die nur 480°C beträgt, und dann mit Öl gekühlt. Die Temperatur der Wärmebehandlung beträgt nicht mehr als 500°C, und die Dauer liegt im Bereich von 20 bis 120 Minuten. Die Dauer der Wärmebehandlung variiert je nach Masse und Dicke der Oberflächenbehandlung der Betätigungsstange 2. Die Oberfläche kann nach der Wärmbehandlung je nach Bedarf durch Trommelpolieren oder Kugelstrahlen poliert werden. Ein Reinigungsprozeß schließt das gesamte Verfahren ab. Bei dem Prozeß der Oberflächenhärtung beträgt die Härtungstiefe von der Oberfläche aus weniger als 8 × 10–6 m, und ein Verzug der Gestalt der Betätigungsstange 2 ist kaum feststellbar. Was die Rundheit betrifft, beträgt sie vor und nach der Wärmebehandlung 0,28·0,46 × 10–6 m bzw. 0,37·0,47 × 10–6 m. Somit erfährt die Betätigungsstange 2 bei der Wärmebehandlung kaum irgendeinen Verzug. Wenn die Betätigungsstange 2 in Betrieb ist, so ist die Leckage des Steuerfluids an den aneinander angepaßten Gleitflächen vernachlässigbar. Ebenso verbessert sich die Abriebfestigkeit und das Freßverhalten der Betätigungsstange 2 bei der Gleitbewegung.

Zum Vergleich erzeugt eine herkömmliche Nitrierung, bei der eine Betätigungsstange, die aus austenitischem rostfreien Stahl hergestellt ist und bei 570°C 90 Minuten lang wärmebehandelt wird, an der Oberfläche der Betätigungsstange eine Nitridschicht (Schwarzschicht), die in der Hauptsache Chromnitrid enthält, und somit nimmt die Korosionsfestigkeit des rostfreien Stahls ab. Für einen praktischen Einsatz der Betätigungsstange 2 erfordert die durch die Nitrierungsbehandlung erhaltene Nitridschicht auch ein Feinschleifen mit einem Schleifstein. Dieses Erfordernis führt zu einer Zunahme der Herstellungskosten, was wiederum die Marktfähigkeit beeinträchtigt. Weiterhin muß rostfreier Stahl, der durch herkömmliches Abschrecken behandelt wird, anschließend geglüht werden, was unvermeidlich die Härte der Gleitfläche der Betätigungsstange vermindert. Eine Betätigungsstange 2 gemäß der vorliegenden Erfindung, die aus dem gleichen Material hergestellt wird und mit einer Niedrigtemperatur-Oberflächenhärtung 90 Minuten lang bei 480°C behandelt wird (z.B. durch ein Verfahren äquivalent zu Palsonite, Handelsname eines von der Nihon Parkerizing Co., Ltd. entwickelten Nitrierverfahrens) zeigt an ihrer Oberfläche keine Schwarzschichten (die Oberfläche der Betätigungsstange wird in diesem Fall als "Weißschicht" bezeichnet). Dies macht ein anschließendes Feinschleifen mit einem Schleifstein überflüssig, und folglich können die Bearbeitungskosten gesenkt werden, indem auf die Oberflächen der Betätigungsstangen 2 ein massives Schlichtverfahren angewandt wird wie z.B. Kugelstrahlen, Honen oder Trommelpolieren. Die Oberflächenhärte sowie die Korosionsfestigkeit können ebenfalls verbessert werden.

Die durch die Niedrigtemperatur-Oberflächenhärtung an der Oberfläche der Betätigungsstange 2 gebildete Weißschicht ist nicht magnetisiert und beeinträchtigt nicht die magnetischen Eigenschaften des austenitischen rostfreien Stahls, und somit wird kein Eisenpulver zur Oberfläche der Betätigungsstange 2 angezogen. Dies vermindert die Gleitreibung der Gleitfläche der Betätigungsstange 2 und verbessert im Betrieb des Ansprechverhalten der Betätigungsstange 2. Die verwendete Niedrigtemperatur-Oberflächenhärtung ist ein Nitrierverfahren, das bei nicht mehr als 500°C ausgeführt wird. Kandidaten für das Material für die Betätigungsstange 2 umfassen eine Strukturstahllegierung, Werkzeugstahl, Hochgeschwindigkeitsstahl und rostfreien Stahl. Jedoch läßt die Verwendung von rostfreiem Stahl für die Betätigungsstange 2 eine Weißschicht entstehen, die nicht magnetisiert ist und die magnetischen Eigenschaften nicht beeinträchtigt. Außerdem kann dabei nicht nur die Oberflächenhärte, sondern auch die Korosionsfestigkeit verbessert werden. Ebenso wird bei der Gleitbewegung der Gleitfläche die Haftreibung und die Neigung zum Festfressen (Widerstandsfähigkeit gegen Abrieb aufgrund gegenseitigen Fressens) verbessert, und die Betätigungsstange 2 zeigt im Einsatz ein ausgezeichnetes Ansprechverhalten.

3 zeigt ein Beispiel eines Verbindungsteils 2F des Ankerstangenabschnitts 2D in 1, der in eine Montagebohrung des beweglichen Ankers 32 eingesetzt ist. Obgleich der Ankerstangenabschnitt 2D einen Teil der Betätigungsstange 2 bildet, ist an dem Ende des Ankerstangenabschnitts 2D in diesem Beispiel ein Eingriffsloch 2D1 angeordnet, so daß die Ventilkörperstange 2A damit verbunden werden kann. Die Oberfläche des Ankerstangenabschnitts 2D braucht keiner Niedrigtemperatur-Oberflächenhärtung unterzogen zu werden, sofern sie nicht in Kontakt gebracht wird. Wenn sie jedoch einer relativen Gleitbewegung unterliegt, kann auch die oben genannte Niedrigtemperatur-Oberflächenhärtung angewandt werden. Die Weißschicht-Oberfläche des Ankerstangenabschnitts 2D ist unter dem Gesichtspunkt der Funktionsfähigkeit gut genug, ohne daß eine zusätzliche Oberflächenbearbeitung erforderlich ist. Die Weißschicht der Betätigungsstange 2 ist auch nicht magnetisiert und beeinträchtigt nicht die magnetischen Eigenschaften des Spulenteils 30.

4 zeigt einen Querschnitt eines Kompressors, in den ein Kapazitätskontrollventil 1 nach der vorliegenden Erfindung eingebaut ist. Der Kompressor 50 in 4 weist einen Zylinderblock 51 auf, in dem mehrere Zylinderbohrungen 51A gebildet sind, wobei an einem Ende des Zylinderblockes 51 ein vorderes Gehäuse 52 gebildet wird und ein hinteres Gehäuse 53 über eine Ventilplatte 54 mit dem Zylinderblock 51 verbunden ist. Der Zylinderblock 51 und das vordere Gehäuse 52 begrenzen eine Kurbelkammer 55, und in der Kurbelkammer 55 ist eine in Längsrichtung verlaufende Antriebswelle 56 angeordnet. Eine Taumelscheibe 57 sitzt auf dem Umfang der Antriebswelle 56. Die Taumelscheibe 57 ist über einen Verbindungsteil mit einem Rotor 58 verbunden, der so auf der Antriebswelle 56 befestigt ist, daß der Neigungswinkel der Taumelscheibe 57 relativ zu der Antriebswelle 56 variiert werden kann.

Durch das Innere des Nabenabschnitts, der nach außen vom vorderen Gehäuse 52 vorspringt, ragt ein Ende der Antriebswelle 56 nach außen. Das vordere Ende der Antriebswelle 56 hat ein Schraubgewinde, auf das eine Mutter 74 aufgeschraubt ist, um eine Kraftübertragungsplatte 72 zu fixieren. Außerdem ist eine Riemenscheibe 71 mit einem Lager 60 auf dem Nabenabschnitt 52A gelagert. Die Riemenscheibe 71 ist durch Befestigungsbolzen 73 mit der Kraftübertragungsplatte 72 verbunden. Somit führt die Drehung der Riemenscheibe 71 zu einer Drehung der Antriebswelle 56. Zwischen der Antriebswelle 56 und dem Nabenabschnitt 52A ist eine Ödichtung 52B angeordnet, damit eine Dichtung zwischen dem Inneren und dem Äußeren des vorderen Gehäuses 52 geschaffen wird. Das andere Ende der Antriebswelle 56 liegt innerhalb des Zylinderblockes 51 und ist durch ein Tragteil 78 gehalten. Lager 75, 75, 77, die parallel zu der Antriebswelle 56 angeordnet sind, bilden ein drehbares Lager für die Antriebswelle 56.

Jede Zylinderbohrung 51A enthält einen Kolben 62. Eine Höhlung 62A in einem inneren Ende des Kolbens 62 bildet einen Raum für den äußeren Umfangsbereich der Taumelscheibe 57. Der äußere Umfangsbereich der Taumelscheibe 57 ist so ausgebildet, daß er sich über einen Schuh 63 zusammen mit dem Kolben 62 bewegt. Im Inneren des hinteren Gehäuses 53sind eine Ausgangskammer 64 und eine Saugkammer 65 getrennt voneinander angeordnet. Die Saugkammer 65 und die Zylinderbohrung 51A kommunizieren miteinander über eine Saugöffnung 81, die in einer Ventilplatte 54 angeordnet ist, und über ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Saugventil. Die Ausgangskammer 64 und die Zylinderbohrung 51A kommunizieren miteinander über ein in der Zeichnung nicht dargestelltes Auslaßventil und eine Auslaßöffnung 82, die in der Ventilplatte 54 gebildet ist.

Das Kapazitätskontrollventil 1 ist in einer Höhlung installiert, die in der Rückwand des hinteren Gehäuses 53 gebildet ist. Das Kapazitätskontrollventil 1 kontrolliert das unter dem Ausgangsdruck Pd stehende Fluid, das in die Kurbelkammer 55 strömt, indem es den Öffnungsgrad eines Fluidkommunikationskanals 69 für den Ausgangsdruckt Pd einstellt, der mit der Ausgangskammer 64 in Verbindung steht, sowie den Öffnungsgrad eines Fluidkommunikationskanals 66 für den Kurbelkammerdruck Pc, der mit der Kurbelkammer 55 kommuniziert. Auch das unter dem Kurbelkammerdruck Pc stehende Fluid in der Kurbelkammer 55 erreicht die Saugkammer 65 über den Raum zwischen dem anderen Ende der Antriebswelle 56 und dem Lager 57, eine Fluidkammer 84 und eine feste Öffnung 83. Infolgedessen ist das Kapazitätskontrollventil 1 in der Lage, die Öffnungsgrade des Fluidkommunikationskanals 69 für den Ausgangsdruck Pd und des Fluidkommunikationskanals 66 für den Kurbelkammerdruck Pc einzustellen, was Änderungen in dem Kurbelkammerdruck Pc verursacht und es erlaubt, den Hub der Kolben 62 zu verändern.

Andere bevorzugte Ausführungsformen in Bezug auf die vorliegende Erfindung werden nachstehend beschrieben.

Ein Kapazitätskontrollventil als eine bevorzugte Ausführungsform in Bezug auf eine zweite Erfindung weist ein Führungsloch als Teil eines festen Eisenkerns eines Spulenteils auf, wobei das Führungsloch an einer solchen Stelle angeordnet ist, daß ein magnetischer Kreis des Spulenteils nicht durch das Führungsloch hindurchgeht.

Bei dem Kapazitätskontrollventil gemäß der zweiten Erfindung wird vermieden, daß Eisenpulver oder dergleichen zu dem Führungsloch hin angezogen werden. Dies stellt sicher, daß Fehlfunktionen der Betätigungsstange verhindert werden, die durch Eisenpulver oder dergleichen verursacht werden, und ein ausgezeichnetes Ansprechverhalten der Betätigungsstange bei der Steuerung des Prozeßfluids erreicht wird.

Ein Kapazitätskontrollventil als eine bevorzugte Ausführungsform in Bezug auf eine dritte Erfindung umfaßt ein Einführungsloch zur Bildung einer inneren Bohrung und eine Druckmeßkammer, die eine Druckmeßeinrichtung enthält, die miteinander kommunizieren, wobei der Ankerstangenabschnitt und die Betätigungsstange durch zwei getrennte Komponenten in der inneren Bohrung gebildet werden, die beide an einer Teilungsfläche fest miteinander verbunden sind.

Bei dem Kapazitätskontrollventil gemäß der dritten Erfindung kann der Ankerstangenabschnitt nichtmagnetisch ausgebildet sein, und die Betätigungsstange kann aus nichtmagnetischem Material einer anderen Art hergestellt sein, das für den Ventilkörper geeignet ist, weil der Ankerstangenabschnitt und die Betätigungsstange zwei getrennte Komponenten sind. Dies verbessert nicht nur die Korosionsfestigkeit des Ventilkörpers, sondern vermindert auch die Gleitreibung während des Betriebs. Weiterhin kann eine Saugdruckdifferenz zwischen den beiden Enden der Betätigungsstange ausgeglichen werden, indem die Anordnung so getroffen wird, daß der Saugdruck auf beide Stirnflächen wirkt. Dadurch wird die Ansprechgenauigkeit der Betätigungsstange infolge des Saugdruckes verbessert.

Ein Kapazitätskontrollventil als eine bevorzugte Ausführungsform mit Bezug auf eine vierte Erfindung umfaßt einen Flansch in einem äußeren Umfangsbereich eines festen Eisenkerns, und der Flansch liegt näher an einer Magentspule als an dem Führungsloch.

Bei dem Kapazitätskontrollventil gemäß der vierten Erfindung wird es dadurch, daß der Flansch näher an dem Magnetventil als an dem Führungsloch angeordnet ist, möglich, einen magnetischen Kreis zu bilden, der durch den festen Eisenkern hindurchgeht, jedoch von dem Führungsloch ferngehalten wird. Dies verhindert wirksam, daß Eisenpulver oder dergleichen zu dem magnetisierten Führungsloch hin angezogen wird.

Ein Kapazitätskontrollventil als eine bevorzugte Ausführungsform mit Bezug auf eine fünfte Erfindung hat eine Betätigungsstange, die aus rostfreiem Stahl hergestellt ist.

Bei dem Kapazitätskontrollventil gemäß der fünften Erfindung führt die Verwendung von rostfreiem Stahl für die Betätigungsstange und der Einsatz einer Niedrigtemperatur-Oberflächenhärtung zur Bildung einer nichtmagnetischen Weißschicht auf der Oberfläche, so daß die magnetischen Eigenschaften des Spulenteils nicht beeinträchtigt werden. Obgleich selbst eine herkömmliche Nitridschicht bei rostfreiem Stahl unter geringerer Korrosionsfestigkeit leidet, beeinträchtigt die durch eine Niedrigtemperatur-Oberflächenhärtung gebildete Weßschicht die Korrosionsfestigkeit nicht. Deshalb ist die Betätigungsstange in der Lage, ihre Korrosionsfestigkeitseigenschaften zu behalten, die Oberflächenhärte und Freßfestigkeit zu verbessern und die Biegesteifigkeit zu steigern.

Es sind spezifische Ausführungsformen der Erfindung beschrieben worden, jedoch decken die Beschreibungen dieser Ausführungsformen nicht den gesamten Rahmen der vorliegenden Erfindung ab, noch beschränken sie die Erfindung auf die hier erörterten Aspekte, und deshalb versteht es sich, daß verschiedene Änderungen oder Modifikationen an diesen Ausführungsformen vorgenommen werden können. Der technische Rahmen der Erfindung wird in den Ansprüchen angegeben.

INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT

Ein Kapazitätskontrollventil 1 gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie oben beschrieben wurde, ist sehr wirksam für eine Druckregelung einer Steuerkammer in pneumatischen Maschinen, Kompressoren und dergleichen. Insbesondere zeigt das Kapazitätskontrollventil im Betrieb ein hervorragendes Ansprechverhalten der Betätigungsstange, eine hohe Abriebfestigkeit von Gleitflächen der Betätigungsstange sowie geringe Herstellungskosten für die Betätigungsstange.


Anspruch[de]
Kapazitätskontrollventil mit einem Spulenteil, welches Kapazitätskontrollventil aufweist:

einen Ankerstangenabschnitt (2D), der mit einem beweglichen Anker (32) des Spulenteils (30) verbunden ist,

eine Betätigungsstange, die den Ankerstangenabschnitt (2D) hält,

einen in der Betätigungsstange (2) gebildeten Ventilkörper (3), der einen Steuerdurchlaß (14) für ein Fluid öffnet oder schließt, und

einen gegenüberliegend zu dem beweglichen Anker (32) angeordneten festen Kern (31), der ein Führungsloch (31A1) aufweist, wobei das Führungsloch (31A1) die Betätigungsstange (2) in einer frei beweglichen Weise führt und die Betätigungsstange (2) sich in Längsrichtung durch eine innere Bohrung (31B) hindurch erstreckt,

dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsstange (2) bei nicht mehr als 500°C durch eine Niedrigtemperatur-Oberflächenhärtung behandelt ist, wobei die Niedrigtemperatur-Oberflächenhärtung ein Nitrierverfahren ist.
Kapazitätskontrollventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in dem festen Kern (31) des Spulenteils (30) angeordndete Führungsloch (31A1) abseits eines durch den Spulenteil (30) gebildeten magnetischen Kreises liegt. Kapazitätskontrollventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einführungsloch (17A) vorgesehen ist, um die innere Bohrung (31B) mit einer Druckmeßkammer (17) zu verbinden, die im Inneren mit einer Druckmeßeinrichtung (20) ausgerüstet ist, die die Betätigungsstange (2) erregt, wobei der Ankerstangenabschnitt (2D) und die Betätigungsstange (2) innerhalb der inneren Bohrung (31B) als zwei getrennte Komponenten ausgebildet sind, die beide an einer Stoßfläche fest miteinander verbunden sind. Kapazitätskontrollventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Flansch (31C) in einem äußeren Umfangsbereich des festen Kerns (31) angeordnet ist und dieser Flansch (31C) näher als das Führungsloch (31A1) zur Seite einer elektromagnetischen Spule (34) liegt. Kapazitätskontrollventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsstange (2) aus rostfreiem Stahl hergestellt ist. Verfahren zur Herstellung eines Kapazitätskontrollventils, das einen Spulenteil besitzt und aufweist:

einen Ankerstangenabschitt (2D), der mit einem beweglichen Anker (32) des Spulenteils (30) verbunden ist,

eine Betätigungsstange (2), die den Ankerstangenabschnitt (2D) hält,

einen in der Betätigungsstange (2) gebildeten Ventilkörper, der einen Steuerdurchlaß (14) für ein Fluid öffnet oder schließt, und

einen gegenüberliegend zu dem beweglichen Anker (32) angeordneten festen Kern, der ein Führungsloch (31A1) aufweist, wobei das Führungsloch (31A1) die Betätigungsstange (2) in einer frei beweglichen Weise führt und die Betätigungsstange (2) in Längsrichtung durch eine innere Bohrung (31B) hindurchgeht,

dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsstange (2) bei nicht mehr als 500°C durch eine Niedrigtemperatur-Oberflächenhärtung behandelt wird, wobei diese Niedrigtemperatur-Oberflächenhärtung ein Nitrierverfahren ist.






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