DE1628382B2 - Aussenachsiger drehkolbenverdichter mit schraubverzahnten rotoren und verstellbarem abdeckschieber - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen außenachsigen Drehkolbenverdichter mit im Kämmeingriff zusammenwirkenden schraubverzahnten Rotoren, deren Rippen- bzw. Nutflanken beim einen Rotor (Kolbenrotor) konvex und beim anderen Rotor (Absperrotor) konkav gewölbt sind, innerhalb eines an entgegengesetzten Stirnenden mit einem Niederdruckeinlaß bzw. einem Hochdruckauslaß versehenen Arbeitsraumes, dessen die Rotoren zum größten Teil dichtend umschließende Mantelwandung teilweise von einem axial verstellbaren Abdeckschieber gebildet ist, der mit der Lage seiner niederdruckseitigen Endkante die Kapazität des Verdichters bestimmt und einen mit einer Zuführeinrichtung für Kühl- und Dichtflüssigkeit in Verbindung stehenden Hohlraum aufweist, von welchem in den Arbeitsraum mündende Einspritzkanäle für die Kühlflüssigkeitausgehen.

Eine Maschine der vorgenannten Art ist bereits Gegenstand eines älteren Vorschlags (DT-OS 15 03 603). Bei derartigen Maschinen besteht ein besonderes Problem in der Verstellung des Abdeckschiebers, wozu der ältere Vorschlag eine Schloßmutter der Kugelumlaufbauart innerhalb des Abdeckschiebers in Verbindung mit einer Schraubspindel verwendet, die innerhalb des Verdichtergehäuses verdrehbar, aber axial unverschiebbar gelagert ist. Eine solche Anordnung arbeitet zwar zufriedenstellend; sie ist jedoch aufwendig und teuer, und ferner erstreckt sich die Schraubspindel notwendig durch verschiedene Wandungen zwischen Räumen innerhalb des Verdichters, die unter unterschiedlichem Druck stehen, wodurch sich Dichtungsschwierigkeiten ergeben. Darüber hinaus kann die Einstellung der Schraubspindel Schwierigkeiten mit sich bringen, wenn der Druckunterschied zwischen der Hochdruckseite und der Niederdruckseite des Verdichters groß ist, wie insbesondere bei Verdichtern in Kühlsystemen mit geschlossenem Kältemittelkreislauf, bei denen der Druckunterschied auf über 15 kg/cm² ansteigen kann.

Ferner sei erwähnt, daß bei einer bekannten Schraubenrotormaschine mit Entspannung des Arbeitsmediums und einem axial verstellbaren Abdeckschieber (US-PS 30 45 477) dieser Schieber von einem Verstellkolben verschoben wird, der unmittelbar von der Druckseite der Maschine her entgegen der Kraft einer Feder vom Druck des Arbeitsmediums beaufschlagt wird. Diese Art der Verstellung ist jedoch wenig zufriedenstellend, da sich aufgrund der Verdichtbarkeit des Arbeitsmediums Schwingungen ergeben können.

Schließlich ist noch ein bekannter zweistufiger Schraubenverdichter (US-PS 25 47 169) zu beachten, bei dem in der Förderraum-Umfangswand an der Druckseite ein ventilartig lösbares Wandteil vorgesehen ist, das quer zu den Achsen der Rotoren mittels eines durch Drucköl beaufschlagbaren Servomotors bewegt werden kann und im geöffneten Zustand einen Druckaufbau in der Verdichterstufe verhindert. Ein solches Ventil hat jedoch im Gegensatz zu einem Abdeckschieber nur zwei bestimmte Stellungen und eignet sich deshalb nicht zur Veränderung der Kapazität eines Verdichters. g₀

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem außenachsigen Drehkolbenverdichter der eingangs genannten Art die Verstellvorrichtung für den Abdeckschieber so auszubilden, daß keine aus dem geschlossenen Verdichtergehäuse herausragenden Teile erforderlieh sind und die Stellung des Abdeckschiebers genau und schwingungsfrei der gewünschten Kapazität angepaßt werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verdichter der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß zur Betätigung des Abdeckschiebers ein von der unter Druck stehenden Kühlflüssigkeit beaufschlagbarer und mittels einer Ventileinrichtung steuerbarer Servomotor vorgesehen ist, dessen am Abdeckschieber und an einem Servomotorkolben befestigte Kolbenstange ein Rohr ist und die Zuleitung für die Kühlflüssigkeit zum Hohlraum des Abdeckschiebers bildet.

Die Erfindung bedient sich somit der voraussetzungsgemäß dem Verdichter ohnehin zugeführten Kühl- und Dichtflüssigkeit als Arbeitsflüssigkeit für die Verstellung des Servomotors, indem es die Flüssigkeit auf dem Wege in den Arbeitsraum des Verdichters durch den Servomotor hindurch leitet. Da der Servomotor im Gegensatz zu den vorbekannten Verdichtern nunmehr mit Flüssigkeit betätigt wird, läßt sich die Stellung des Abdeckschiebers genau und schwingungsfrei einstellen.

Merkmale zur vorteilhaften Ausgestaltung und Weiterbildung der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Drehkolbenverdichter nach der Erfindung mit einer ersten bevorzugten Ausführungsform des Servomotors in der Schnittebene nach Linie 1 -1 in F i g. 2, F i g. 2 einen Querschnitt nach Linie 2-2 in F i g. 1,

F i g. 3 eine schematische Darstellung der Anordnung eines Verdichters nach den Fig. 1 und 2 in einem Kältekreislauf mit dazugehörigen Einrichtungen und Leitungen,

F i g. 4 einen Längsschnitt durch das niederdruckseitige Ende des Verdichters nach F i g. 1 mit einer anderen Ausführungsform des Servomotors, in welcher dessen Ventileinrichtung unmittelbar eingebaut ist, und

Fig.5 eine schematische Darstellung einer Anordnung ähnlich Fig.3 für einen Verdichter mit der Servomotorausführung nach Fig. 4.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Drehkolbenverdichter 10 umschließen ein niederdruckseitiger Lagerdeckel 22, ein hochdruckseitiger Lagerdeckel 23 und ein Gehäusemittelteil 20 einen Arbeitsraum 24 in Form zweier einander schneidender, gleichgroßer zylindrischer Bohrungen mit parallelen Achsen, die in derselben Horizontalebene liegen. Diese Gehäuseteile werden im folgenden kurz »Niederdruckstirnwand« 22, »Hochdruckstirnwand« 23 und »Gehäuse« 20 genannt. In der Niederdruckstirnwand 22 befindet sich ein Niederdruck-Einlaßkanal 26, der mit dem Arbeitsraum 24 über einen Niederdruckeinlaß 28 verbunden ist. In der Hochdruckstirnwand 23 ist ein Hochdruck-Auslaßkanal 30 vorgesehen, der mit dem Arbeitsraum 24 über einen Hochdruckauslaß 32 in Verbindung steht.

Im Arbeitsraum 24 befinden sich koaxial zu den Bohrungsachsen des Gehäuses 20 zwei im Kämmeingriff zusammenwirkende schraubverzahnte Rotoren, nämlich ein Kolbenrotor 34 und ein Absperrotor 36, die an den Enden mit Wellenstummeln versehen sind. Der Kolbenrotor 34 trägt vier schraubenförmige Rippen 38, die von Zwischenräumen 40 getrennt sind und sich über einen Umschlingungswinkel von etwa 300° erstrecken. Die Rippen 38 weisen Flanken auf, deren größere Abschnitte konvex ausgebildet sind und außerhalb des Teilkreises 42 des Kolbenrotors liegen. Der Absperrotor 36 enthält sechs von Stegen 44 getrennte Nuten 46, die sich über einen Umschlingungswinkel von etwa 200° erstrecken. Die Nuten 46 haben im wesentlichen die

Querschnittsform eines Kreissegmentes und sind von Nutflanken begrenzt, deren größere Abschnitte konkav ausgebildet sind und innerhalb des Teilkreises 48 des Absperrotors liegen.

Die Rotoren 34, 36 mit ihren beidseitig abstehenden Wellenstummeln sind in der Niederdruckstirnwand 28 mittels Gleitlager 54 und in der Hochdruckstirnwand 23 mittels Gleitlager 56 radial und durch paarweise in der Hochdruckstirnwand 23 angeordnete Schrägschulter-Kugellager 58 axial gelagert. Der eine Wellenstummel des Kolbenrotors 34 ist durch ein Antriebswellenteil (Antriebswelle) 60 verlängert, der sich durch die Hochdruckstirnwand 23 nach außen erstreckt und zum Anschluß an einen (nicht gezeigten) Antriebsmotor dient. Der Hauptteil des Niederdruckeinlasses 28 liegt auf der einen Seite der die Rotor- und Gehäusebohrungsachsen enthaltenden Ebene, und der axial gerichtete Hochdruckauslaß 32 ist vollständig auf der anderen Seite dieser Ebene angeordnet.

Die Mantelwandung 62 des Gehäuses 20 ist mit einer zum Hochdruckauslaß 32 hin offenen Ausnehmung 64 versehen, die sich axial von der Hochdruckstirnwand 23 zur Niederdruckstirnwand 22 erstreckt. Die Ausnehmung 64 und die Mantelwandung 62 des Gehäuses 20 schneiden einander entlang gerader Kanten 66, 68, die parallel zu den Bohrungsachsen verlaufen und symmetrisch beiderseits der Verschneidungslinie zwischen den Bohrungen liegen. Die zylindrische Mantelwandung 80 der im Querschnitt kreisförmigen Ausnehmung 64 läuft in den Hochdruckkanal 30 aus.

Ein Gehäuseeinsatz 70, der im oberen Teil (s. F i g. 1 und 2) eine dem Querschnitt des Arbeitsraums 24 angepaßte Querschnittskontur aufweist, ist innerhalb der Ausnehmung 64 im Anschluß an die Niederdruckstirnwand angeordnet und mit dem Gehäuse 20 lösbar verbunden. Die Ausnehmung 64 steht mit dem Niederdruckkanal 26 über einen Axialkanal innerhalb des Gehäuseeinsatzes 70, über Durchbrechungen 76, 78 in der Mantelwandung 80 der Ausnehmung 64 sowie über Kanalteile 82, 84 im Gehäuse 20 in Verbindung (Fig. 2). Ein Abdeckschieber 86 ist mit dem zylindrischen Teil seiner Umfangsfläche 88 dichtend in der Ausnehmung 64 aufgenommen und mit seinem Querschnitt im übrigen den Gehäusebohrungen angepaßt.

Der Spalt zwischen dem Gehäuseteil 70 und dem Abdeckschieber 86 bildet eine Anzapföffnung 94, die mit dem Niederdruckkanal 36 in der vorerwähnten Weise in Verbindung steht, während der zwischen der Hochdruckstirnwand 23 und dem Stirnende des Abdeckschiebers 86 liegende Abschnitt der Ausnehmung 64 einen radial gerichteten zusätzlichen Auslaßweg zum Hochdruckkanal 30 bildet.

Gemäß der Ausführungsform nach F i g. 1 ist mit dem Abdeckschieber 86 ein Kolben 100 über eine rohrförmige Kolbenstange 98 starr verbunden, die sich durch den Kolben hindurch erstreckt. Der Kolben 100 ist verschiebbar und dichtend in einen Zylinder 102 eingesetzt, der koaxial zur Ausnehmung 64 an die Niederdruckstirnwand 22 angeflanscht ist. Das eine offene Ende des Zylinders 102 ist unmittelbar mit dem Niederdruckkanal 26 verbunden, während das andere Ende durch einen Deckel 104 abgeschlossen ist, der eine Anschlußbohrung 106 für eine Druckflüssigkeits-Zufuhrleitung enthält. Das in den Abdeckschieber 86 hineinragende Ende der rohrförmigen Kolbenstange 98 ist durch ein Verschlußstück 108 abgeschlossen. Ferner ist die Kolbenstange 98 mit Radialbohrungen 110 zur Zufuhr von Flüssigkeit zu einem Hohlraum 112 innerhalb des Abdeckschiebers 86 versehen, von welchem die Flüssigkeit durch Einspritzkanäle 114 in den Arbeitsraum 24 eingespritzt wird.

Der Abdeckschieber 86 enthält an seiner Unterseite eine axiale Führungsnut 132, die sich auch durch einen zum Niederdruckkanal 26 gerichteten Fortsatz 133 am Abdeckschieber 86 erstreckt und an dessem Ende zum Niederdruckkanal 26 hin offen ist. In diese Führungsnut 132 greift ein am Gehäuse 20 befestigter Gleitstein 134 ein, der exzentrisch an einem verdrehbaren Bolzen 140 befestigt ist. Durch entsprechende Verdrehung und anschließende Lagefixierung des Bolzens 40 mittels eines Stiftes 138, läßt sich der Abdeckschieber 86 derart innerhalb der Ausnehmung 64 einstellen, daß seine konkaven Mantelflächenabschnitte genau die im Bereich der Ausnehmung 64 fehlende Gehäusemantelwand ergänzen. Eine Verschlußschraube 142 dient zum Verschließen der Bohrung 136 und zum Sichern des Stiftes 138.

In Fig.3 ist ein den Verdichter 10 enthaltender Kältemittelkreislauf einer Kühlanlage schematisch, aber nicht ganz vollständig dargestellt. Das im Verdichter 10 verdichtete Fördermedium, dem durch die nur in F i g. 1 gezeigten Einspritzkanäle 114 Flüssigkeit, und zwar für

gewöhnlich öl, zugeführt worden ist, wird einem Flüssigkeitsabschalter 12 zugeleitet, von welchem die abgeschiedene Flüssigkeit mittels einer entsprechenden angetriebenen und mit einem Überdruckventil 15 versehenen Flüssigkeitspumpe 14 über eine Ventileinrichtung in Form eines einstellbaren Drosselventils 16 und durch die Anschlußöffnung 106 in den Zylinder 102 gefördert wird bzw. werden kann. Zusätzlich wird die Flüssigkeit den Gleitlagern 54 und 56 sowie den Kugellagern 58 über Leitungen 17, 19 zugeführt. Das Drosselventil 16 ist in Abhängigkeit von dem Druck oder der Temperatur innerhalb eines Kältemittelverdampfers 18 betätigbar.

Der Verdichter 10 arbeitet innerhalb des Kältemittelkreislaufs nach Fig. 3 wie folgt:

Der Verdichter 10 wird angelassen, und gleichzeitig wird auch die Flüssigkeitspumpe 14 eingeschaltet, wobei das Drosselventil 16 zunächst geöffnet ist, so daß Flüssigkeit, insbesondere öl, unter hohem Druck in den Zylinder 102 gelangt. Der Kolben 100 wird hierdurch in Richtung zum Verdichter 10 gedrückt, so daß der Abdeckschieber 86 in eine Stellung verschoben wird, in der die Anzapföffnung 94 ihre größte axiale Weite hat. Auf diese Weise werden die Verdichtungsarbeit und ebenso das notwendige Anlaßdrehmoment für den Antriebsmotor des Verdichters auf ein Minium herabgesetzt. Während dieser Anlaufphase wird durch die Kanäle 114 Flüssigkeit in den Arbeitsraum 24 eingespritzt, so daß die Rippen- und Nutflanken der Rotoren geschmiert werden. Wenn die normale Arbeitsdrehzahl des Verdichters erreicht ist, wird das Drosselventil 16 derart betätigt, daß der Druck im Zylinder 102 sinkt. Dadurch wird der Kolben 100 in Richtung vom Verdichter weg verschoben, bis der Abdeckschieber 86 die Anzapföffnung 94 vollständig geschlossen hat. Der Verdichter arbeitet nun in an sich bekannter Weise für vollen Förderdruck.

Wenn die Temperatur und somit der Druck im Kältemittelverdampfer 18 unter einen vorbestimmten Wert absinken, wird das Drosselventil 16 selbsttätig derart verstellt, daß der Druck im Zylinder 102 wieder ansteigt und dadurch der Abdeckschieber die Anzapföffnung 94 auf eine geeignete Weite öffnet. Dies führt zu einer solchen Einstellung des Drosselventils 16, daß die

auf dem Abdeckschieber 86 wirkenden Axialkräfte einander ausgleichen und der Abdeckschieber schließlich in einer bestimmten Stellung gehalten wird. Wenn dann die Temperatur oder der Druck im Kältemittelverdampfer über einen vorbestimmten Wert ansteigen, wird das Drosselventil 16 weiter geschlossen, und der Abdeckschieber 86 verringert entsprechend die Weite der Anpaßöffnung 94 bis gegebenenfalls zum vollständigen Verschließen derselben.

Der Verdichter in der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2 kann beispielsweise auch in einem Luftdrucksystem mit grundsätzlich der gleichen Verstellanordnurig wie in Fig. 3 verwendet werden. Der einzige Unterschied besteht dann darin, daß das Drosselventil 16 anstelle vom Druck oder der Temperatur des in Fig. 3 gezeigten Kältemittelverdampfers 18 von dem Druck in einem Druckluftsammelbehälter gesteuert wird, in den die verdichtete Luft vom Verdichter 10 gefördert wird.

Wie aus F i g. 3 hervorgeht, ist der Druck im Flüssigkeitsabscheider 12 praktisch der gleiche wie der Auslaßdruck des Verdichters 10, so daß es für die Flüssigkeitspumpe 14 zur Erzielung eines ausreichenden Überdrucks für die Bewegung des Kolbens 100 und des Abdeckschiebers 86 lediglich erforderlich ist, den Flüssigkeitsdruck um einen geringen Betrag zu erhöhen. Der Pumpendruck ist aus diesem Grunde nicht größer als derjenige Druck, der zur Einspritzung einer gewünschten Flüssigkeitsmenge in den Arbeitsraum 24 des Verdichters 10 benötigt wird.

Nach der oben geschilderten Wirkungsweise bildet der Zylinder 102 mit dem darin verschieblichen Kolben 100 einen mit Hilfe des Drosselventils 16 steuerbaren Servomotor zur Verstellung des Abdeckschiebers 86.

Fig.4 zeigt eine gegenüber den Fig. 1 und 2 abgeänderte Ausführungsform des Servomotors, bei welcher die in der Ausführung nach F i g. 1 und 2 vom Drosselventil 16 gebildete Ventileinrichtung im Servomotor enthalten ist.

Der Deckel 104' des in F i g. 4 gezeigten Servomotorzylinders 102' ist mit einem Rohransatz 200 versehen, der sich koaxial in den Zylinder 102' hineinerstreckt. Der Servomotorkolben 100' hat eine zentrale Bohrung, mit welcher er verschieblich und dichtend auf der Außenseite des Rohransatzes 200 gleitet. Die am Kolben 100' angeschraubte hohle Kolbenstange ist in ihrer Dicke abgestuft und weist einen zur Bildung einer Ventilkammer 202 erweiterten Teil 98Λ und einen verjüngten Teil 98ßauf. Die zylindrische Ventilkammer 202 nimmt einen Ventilschieber 204 auf, der im mittleren Bereich einen durch eine nutartige Einschnürung 210 in zwei Teile 206, 208 geteilten Kolben trägt. Die Einschnürung 210 steht über eine Radialbohrung 212 mit einer durchgehenden Längsbohrung 205 im Ventilschieber 204 in Verbindung. Die Ventilkammer 202 ist über einen Radialkanal 214 und einen an diesen anschließenden Axialkanal 218 in der Wand des erweiterten Kolbenstangenteiles 98/4 mit der eigentlichen Arbeitskammer 216 des Servomotors im Zylinder 102' verbunden. Von den Kolbenteilen 206, 208 des Ventilschiebers 204 stehen koaxial zwei rohrförmige Ventilkolbenstangen 204A 204B ab, in denen sich die oben erwähnte Längsbohrung 205 fortsetzt. Die Ventilkolbenstange 2Q4A ist verschieblich und dichtend von dem Rohransatz 200 am Deckel 104' aufgenommen, während die Ventilkolbenstange 204ß verschieblich und dichtend in den verjüngten Kolbenstangenteil 98ß ragt. Die Teilräume der Ventilkammer 202 links und rechts von den Kolbenteilen 206 und 208 stehen über Entlastungskanäle (Bohrungen) 211 und 213 des Kolbenstangenteils 98/4 mit der Niederdruckseite des Verdichters in Verbindung. Die Ventilkolbenstange 204/4 ist ferner mit einem radiale Löcher in seiner Rohrwand aufweisenden dünneren Verlängerungsteil 220 aus nichtmagnetischem Material versehen, das den Deckel 104' durchsetzt und an seinem freien Ende einen Magnetanker 222 trägt, der seinerseits in einem an der

ίο Außenseite des Deckels 104' befestigten und an seinem äußeren (linken) Ende durch eine Kappe 226 abgeschlossenen Führungsrohr 224 aus nichtmagnetischem Material verschieblich geführt ist, das eine seitliche Anschlußöffnung 228 für eine Druckflüssigkeitsleitung

[5 enthält.

Der Magnetanker 222 ist ungefähr zylindrisch ausgebildet, dabei aber an seiner Peripherie mit einer Anzahl axialer Nuten versehen. Die Axialnuten und eine durchgehende Längsbohrung im Anker ermöglichen einen Flüssigkeitsdruckausgleich zu beiden Seiten des Ankers 222 und damit dessen freie Bewegung innerhalb des Führungsrohres 224. Dies könnte jedoch auch durch andere Mittel, beispielsweise durch Nuten oder Kanäle in der Wand des Führungsrohres 224, erzielt werden.

An der Außenseite des Führungsrohres 224 sind Elektromagnete 230 axial hintereinander stehend angebracht, die über Leitungen 234 an eine Schalteinrichtung 232 so angeschlossen sind, daß sie unabhängig voneinander erregt werden. Die Erregung der einzelnen Magnete erfolgt in Abhängigkeit von Drucksignalen, die durch eine Leitung 236 der Schalteinrichtung 232 zugeführt werden. Der in F i g. 4 dargestellte Servomotor mit eingebauter Ventileinrichtung arbeitet wie folgt: In der gezeigten Stellung verschließt der Kolbenteil 208 des Ventilschiebers 204 die Mündung des radialen Kanals 214. Durch die Anschlußöffnung 228 eingeleitete Druckflüssigkeit, wie Kühl- und Schmieröl, gelangt in das Innere des Verlängerungsteils 220 und fließt durch die Ventilkolbenstangen bzw. den Ventilschieber 204, den verjüngten Kolbenstangenteil 98ß und über die Radialbohrungen 110 ( Fig. 1) zu den Einspritzkanälen 114, durch die Flüssigkeit in den Arbeitsraum 24 des Verdichters eingespritzt wird. Innerhalb des vorerwähnten Leitungsweges und auch innerhalb des Führungsrohres 224 herrscht der Druck der an der Anschlußöffnung 228 anstehenden Flüssigkeit. Demzufolge ist der Ventilschieber 204 keinen von Druckunterschieden herrührenden Axialkräften unterworfen und wird zumindest theoretisch seine jeweilige Lage auch dann beibehalten, wenn der den Magnetanker 222 gerade überdeckende Elektromagnet 230 nicht erregt ist.

Wenn ein durch die Leitung 236 der schalteinrichtung 232 zugeführtes Signal eine höhere Leistung des Verdichters anfordert, erregt die Schalteinrichtung 232 einen links vom Magnetanker 222 gelegenen Elektromagneten, wodurch der Magnetanker 222 nach links verschoben wird. Dadurch wird der radiale Kanal 214 vom Kolbenteil 208 des Ventilschiebers 204 freigegeben und gelangt über die öffnung 213 in Verbindung mit dem Niederdruckkanal 26 des Verdichters. Da die rechte Stirnseite des Abdeckschiebers 86 dem Druck auf der Hochdruckseite des Verdichters unterworfen ist, während momentan durch die Kanäle 218, 214 und 213 Flüssigkeit aus der Arbeitskammer 216 zur Niederdruckseite des Verdichters abfließen kann, wird der Kolben 100' des Servomotors nach links bewegt, bis der radiale Kanal 214 erneut von dem Kolbenteil 208 des Ventilschiebers 204 abgedeckt ist. Auf diese Weise

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endet die Bewegung des Kolbens 100' und damit des Abdeckschiebers 86 in einer neuen Stellung, die einer geringeren Weite der Anzapföffnung 94 (s. Fi g. 1) und damit einer größeren Leistung des Verdichters entspricht.

Wenn eine geringere Leistung des Verdichters gefordert wird, wird der Magnetanker 222 durch Erregung eines entsprechenden Elektromagneten 230 in umgekehrter Richtung, nach rechts, verstellt. Dadurch gelangt die Arbeitskammer 216 über die Kanäle 218, 214, die Einschnürung 210, die Radialbohrung 212 und die Längsbohrung 205 im Ventilschieber 204 unter den Druck der durch die Anschlußöffnung 228 zugeführten Einspritzflüssigkeit, der den Druck des Fördermediums auf der Hochdruckseite des Verdichters übersteigt, und der Kolben 100' wird dann nach rechts verschoben, bis der Kolbenteil 208 des Ventilschiebers 204 erneut den radialen Kanal 214 verschließt.

Fig.5 zeigt einen Kältemittelkreislauf, der weitgehend demjenigen nach Fig.3 ähnelt, wobei jedoch der Verdichter mit einem Servomotor nach F i g. 4 ausgerüstet ist. Außerdem ist im Kältemittelverdampfer 18 eine Rohrschlange 238 angeordnet, die in den Umlaufkreis für eine Lauge eingeschaltet ist, welche in bekannter Weise ein System von Radiatoren durchströmt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel hat das Laugenumlaufsystem einen auf die Laugentemperatur unmittelbar vor Eintritt in die Rohrschlange 238 hin ansprechenden Thermostaten 240, der jedoch ebenso gut an einer anderen Stelle des Systems angeordnet sein kann. Ein Zeitschalter 242 verbindet intermittierend die Schalteinrichtung 232 mit dem Thermostaten 240. Das Zeitintervall zwischen solchen Verbindungen und die Dauer der Verbindung selbst kann empirisch in Abhängigkeit vom Reaktionsvermögen der Kühlanlage und der Verstellgeschwindigkeit des Servomotors bestimmt werden.

Der Zeitschalter 242 kann von solcher Art sein, daß er nur dann Signale abgibt, wenn Abweichungen von der gewünschten Solltemperatur auftreten. Ein solches Signal wird vorübergehend über den Zeitschalter 242 der Schalteinrichtung 232 zugeführt, so daß diese ebenfalls vorübergehend einen entsprechenden Elektromagneten erregt und dadurch den Magnetanker 222 in die geforderte Richtung verstellt. Beim nächsten Schließen des Zeitschalters kann die Temperatur bereits wieder hergestellt sein, so daß vom Thermostat 240 kein weiteres Signal abgegeben wird. Es kann jedoch ebenso geschehen, daß die gewünschte Temperatur noch nicht erreicht ist, so daß dann der Magnetanker 222 um eine weitere Stufe in derselben Richtung verstellt wird. Wenn andererseits zwischen zwei Schließzuständen des Zeitschalter 242 die Temperatur von der einen Seite des Sollwertes sich zur anderen Seite hin ändert, wird der Magnetanker 222 beim zweiten Schließen des Zeitschalters wieder in umgekehrter Richtung verstellt.

Da keine Öffnungen für bewegliche Steuerelemente od. dgl. erforderlich sind, die zu einem Auslecken von Fördermedium in die Atmosphäre führen könnten, kann der Kältemittelkreislauf hermetisch geschlossen sein, vorausgesetzt, daß auch der Antriebsmotor gekapselt ist.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Außenachsiger Drehkolbenverdichter mit im Kämmeingriff zusammenwirkenden schraubenverzahnten Rotoren, deren Rippen- bzw. Nutflanken beim einen Rotor (Kolbenrotor) konvex und beim anderen Rotor (Absperrotor) konkav gewölbt sind, innerhalb eines an entgegengesetzten Stirnenden mit einem Niederdruckeinlaß bzw. einem Hochdruckauslaß versehenen Arbeitsraumes, dessen die Rotoren zum größten Teil dichtend umschließende Mantelwandung teilweise von einem axial verstellbaren Abdeckschieber gebildet ist, der mit der Lage seiner niederdruckseitigen Endkante die Kapazität des Verdichters bestimmt und einen mit einer Zuführeinrichtung für Kühl- und Dichtflüssigkeit in Verbindung stehenden Hohlraum aufweist, von welchem in den Arbeitsraum mündende Einspritzkanäle für die Kühlflüssigkeit ausgehen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Betätigung des Abdeckschiebers (86) ein von der unter Druck stehenden Kühlflüssigkeit beaufschlagbarer und mittels einer Ventileinrichtung (16 bzw. 204) steuerbarer Servomotor (100, 102 bzw. 100', 102') vorgesehen ist, dessen am Abdeckschieber (86) und an einem Servomotorkolben (100 bzw. 100') befestigte Kolbenstange (98 bzw. 98Λ 98B) ein Rohr ist und die Zuleitung für die Kühlflüssigkeit zum Hohlraum (112) des Abdeckschiebers (86) bildet.

2. Verdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als Rohr ausgebildete Kolbenstange (98A 98ß) zugleich ein Teil der Zuleitung der Kühlflüssigkeit zur Arbeitskammer (216) des Servomotors (100', 102') ist.

3. Verdichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung einen mit der Kolbenstange (98A, 98ß) zusammenwirkenden und axial zu dieser beweglichen Ventilschieber (204) aufweist, durch welchen der Strom von unter Druck stehender Kühlflüssigkeit in die bzw. aus der Arbeitskammer (216) des Servomotors (100', 102') in an sich bekannter Weise derart steuerbar ist, daß die Kolbenstange (98A, 98B) und der Kolben (100') stets eine gleiche bestimmte Axialstellung gegenüber dem Ventilschieber (204) einnehmen.

4. Als Verdichter in einem geschlossenen Kältemittelkreislauf verwendeter Drehkolbenverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dem gasförmigen Fördermedium im Verdichterarbeitsraum (24) beigemengte Kühl- und Dichtflüssigkeit, insbesondere öl, nach Verlassen des Verdichters (10) in einem Flüssigkeitsabscheider (12) aus dem Fördermedium abgeschieden und über eine Flüssigkeitspumpe (14) hauptsächlich der Ventileinrichtung (16 bzw. 204) zum Servomotor (100, 102 bzw. 100' bzw. 102') zugeleitet wird, von wo sie über den Hohlraum (112) des Abdeckschiebers (86) in den Verdichterarbeitsraum (24) im geschlossenen Kreislauf zurückgelangt.

5. Verdichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Servomotorzylinder (102') mit einem sich von der Endwand (Deckel 104) seiner Arbeitskammer (216) axial durch diese erstreckenden und den Servomotorkolben (100') dichtend durchsetzenden Rohransatz (200) für die Kühl- und Dichtflüssigkeitszufuhr versehen ist, daß ein Teil (98A) der am Kolben (100') befestigten rohrförmigen Kolbenstange (98/4,98B) zu einer den Ventilschieber

(204) aufnehmenden Ventilkammer (202) erweitert ist, die über einen teils radial und teils axial verlaufenden Kanal (214 bzw. 218) in dem erweiterten Teil (98/1) der Kolbenstange mit der Arbeitskammer (216) des Servomotors verbunden ist, daß der Ventilschieber (204) zwei Kolbenteile (206, 208) mit einer dazwischen gebildeten Einschnürung (210) und zwei koaxial von den Kolbenteilen (206, 208) abstehende rohrförmige Ventilkolbenstangen (204A, 204ß) mit durch diese hindurchgehender Bohrung

(205) aufweist, mit welcher die durch die Einschnürung (210) gebildete Kolben-Ringkammer über eine Radialbohrung (212) verbunden ist, daß die eine Ventilkolbenstange (204A) sich dichtend durch den Rohransatz (200) an der Endwand (104') des Servomotorzylinders (102') und mit einem Verlängerungsteil (220) aus dem Servomotorzylinder (102') herauserstreckt und damit der unmittelbaren Zuleitung der unter Druck stehenden Kühl- und Dichtflüssigkeit dient, während die andere Ventilkolbenstange (204ß) dichtend in dem verengten Teil (98B) der Kolbenstange geführt ist, wodurch die von der Einschnürung (210) gebildete Kolben-Ringkammer immer unter dem höheren Druck der Kühl- und Dichtflüssigkeit steht, daß die Ventilkammerbereiche außerhalb der Kolbenteiie (206, 208) des Ventilschiebers (204) über Entlastungskanäle (211, 213) mit der Niederdruckseite des Verdichters verbunden sind und daß durch eine am herausragenden Verlängerungsteil (220) der eine Ventilkolbenstange (204A) angreifende Verstellkraft der Ventilschieber (204) gegenüber dem Servomotorkolben (100') in der Ventilkammer (202) verschiebbar und damit der Verbindungskanal (214, 218) zur Arbeitskammer (216) des Servomotors bei Verschiebung des Ventilschiebers (204) in der einen Richtung mit der unter dem Druck der Kühl- und Dichtflüssigkeit stehenden Kolben-Ringkammer (210) zur Aufladung der Arbeitskammer (216) mit Flüssigkeitsdruck und bei Verschiebung des Ventilschiebers (204) in der anderen Richtung mit der Niederdruckseite des Verdichters zur Entlastung der Arbeitskammer (216) verbindbar ist.

6. Verdichter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der herausragende Verlängerungsteil (220) der einen Ventilkolbenstange (204A) fest mit einem Magnetanker (222) verbunden ist, der in einem aus nichtmagnetischen Material bestehendem Führungsrohr (224) geführt ist, um welches mindestens zwei von einander unabhängig erregbare Elektromagnete (230) axial aufeinanderfolgend zur Ausübung einer Verschiebekraft auf den Magnetanker nach der einen oder anderen Richtung angebracht sind.

7. Verdichter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektromagnete (230) von einer vorzugsweise einen Zeitschalter (242) aufweisenden Schalteinrichtung (232) steuerbar sind, die von einem Signalgeber (Thermostat 240) bei einer bestimmten Zustandsänderung des Fördermediums betätigt wird, um eine Verschiebung des Ventilschiebers (204) der Ventileinrichtung und dadurch eine Betätigung des Servomotors (100', 102') zu erreichen.