DE2909157C2 - Rotationsverdichter - Google Patents

Description

Die Erfindung be/.ieht sich auf einen Rotationsvcrdichter enthaltend

eine durch das Mittenteil eines zylindrischen Gehäuses begrenzte Zylinderkammer, die an ihren beiden axialen Enden durch jeweils eine Seitenplatte des Gehäuses abgeschlossen ist,

einen in der Zylinderkammer angeordneten, wenigstens mit einem Langachsenabschnitt versehenen Rotor, der an seinem Langachsenabschnitt in Zusammenarbeit mit der inneren Umfangsoberfläche der Zylinderkammer einen Dichtungsbereich zwischen der Zylinderkammer und dem Rotor vorsieht und der während seiner Drehbewegung in einer gasdichten Gleitberührung mit den Seitenplatten steht,

eine im Rotor ausgebildete Ansaugkammer, in die ein zu komprimierendes, außerhalb des Gehäuses befindliches Gas gesaugt wird,

eine die Anzahl der Langachsenabschnitte des Rotors übersteigende Anzahl von Schiebern, die im Mittenteil des Gehäuses angeordnet sind und deren innere Enden in gleitender Berührung mit der äußeren Umfangsoberfläche des Rotors stehen und auf diese Weise die Zylinderkammer in wenigstens ?.wei Arbeitskammern unterteilen,

wenigstens einen durch die Wandung des Rotors geführten Ansaugkanal, der die Verbindung zwischen der Ansaugkammer und einer der Arbeitskammern herstellt, wenn das Fluid in die Arbeitskammer gesaugt wird, und

eine der Anzahl der Arbeitskammern entsprechende Anzahl von Austrittskanälen zur Abfuhr des in den Arbeitskammern verdichteten Gases auf die Außenseite des Gehäuses.

Bei den Rotationsverdichtern der beschriebenen Art treten verschiedene Schwierigkeiten auf. Die Ansaug- und Austrittskanäle, die die Verbindung zwischen der Arbeitskammer und der Ansaug- bzw. Austrittsseite herstellen, sind nämlich üblicherweise in dem feststehenden Gehäuse ausgebildet. Infolge der Differenz zwischen der Temperatur des als Kältemittel benutzten Gases auf der Ansaugseite und auf der Austrittsseite treten im Gehäuse zwangsläufig örtliche Temperaturgradienten auf. Dadurch kann es zu einer thermischen Verformung des Gehäuses kommen. GK--":hzeitig ist da-

InIICInCUIIZ-UIClUtICJlUC rvUlllUllg UC3 IWIUI3 VCi UUIIULiI.

Die Folge ist ein fast ausschließlich im Rotor auftretender Temperaturanstieg. Nachteilig ist auch, daß zur zwangsläufigen Zufuhr eines Schmiermittels zum Schmieren des Rotors, der Schieber und der Lager im allgemeinen eine ölpumpe vorgesehen ist. Die Herstellungskosten für den Rotationsverdichler einschließlich der eingebauten ölpumpe und Zubehörteile sind hoch.

Aus der US-PS 26 48 952 ist eine Rotationspumpe für Flüssigkeiten bekannt, bei der sowohl die Ansaugkanäle zur Zufuhr der Flüssigkeit zu den Arbeitskammern als auch die Austrittskanäle zur Abfuhr der Flüssigkkeit aus den Arbeitskamrnern im Rotor ausgebildet sind und an der äußeren Uml'angswand des Rotors ihre Mündungsöffnungen zu den Arbeitskammern haben. Teilstücke der Kanäle verlaufen auch durch das den Rotor umgebende Gehäuse. Der Rotor weist zwei Langsachsenabschnitte auf. die mit sechs Schiebern sowie zwei Ansf.ugkanälen und zwei Austrittskanälen zusammenarbeiten.

Die aus der US-PS 26 48 952 bekannte Rotationspump».· ist Teil eines Flüssigkeitsgetriebes und befindet sich zusammen mit weiteren Teilen des Getriebes innerhalb eines mit dem flüssigen Arbeitsmittel gefüHien Gc-

.(5 tricbegchäuses. Im Hinblick auf die geschilderte Anwendung treten bei dieser bekannten Rotationspumpe die eingangs erläuterten Schwierigkeiten nicht auf.

Aus der US-PS 22 32 951 ist eine Rotationspumpe und aus der US-PS 32 89 543 ein Rotationsmotor bekannt, die sich beide dadurch auszeichnen, daß die Eintritts- und Austritiskanäle ausschließlich im Rotor verlaufen. Solche Konstruktionen haben jedoch den grundsätzlichen Nachteil, daß des Arbeitsmittel aus den Arbek^kai.iir.ern entgegen der Zentrifugalkraft in Richtung auf die Rotorachse strömen muß. Demgegenüber ist aus der US-PS 28 30 756 eine Rotationspumpe bekannt, bei der sowohl die Eintritts- als auch die Austrittskanäle im Rotorgehäuse verlaufen. Es treten daher die eingangs beschriebenen Nachteile auf.

b0 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den eingangs beschriebenen Rotalionsverdichter so weiterzubilden, daß unter Erzielung eines hohen Betriebiwirkungsgnidcs und einer hohen Lebensdauer des Verdichters Verformungen und Verwerfungen vermieden wer-

b5 den, die auf die Temperattirdifferenz des Gases zwischen der Ansaugseite und der Austrittsseite des Verdichters zurückzuführen sind.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gc-

löst, daß sich die Ansaugkammer im Inneren des Rotors von der einen Seitenplatte bis zur anderen Seitenplatte des Gehäuses erstreckt und daß die Ansaugkanäle in der Rotorwandung an einer solchen Stelle vorgesehen sind, daß sie sich bei einer durch die Drehbewegung des Rotors bewirkten maximalen Ausdehnung des Volumens einer der Arbeitskammern zwischen dem in der Drehrichtung des Rotors die Vorderseite der Arbeitskammer begrenzenden Schieber und dem zugeordneten Langachsenabschnitt des Rotors befinden, die mit je einem Rückschlagventil oder einer Rückschlagklappe ausgerüsteten Austrittskanalc oder einer Rückschlagklappe ausgerüsteten Austrittskanäle unter Ausschluß des Rotors im Gehäuse unmittelbar vor den Schiebern ausgebildet sind, die sich ihrerseits bei einer durch die Drehbewegung des Rotors bewirkten maximalen Ausdehnung des Volumens einer der Arbcilskammern in der Drehrichtung des Rotors gesehen an der Vordersci-If drr Arbeitskammer befinden, und die Anzahl der Schieber um eine größer als die Anzahl der l.angaehsenabschnitte des Rotors ist.

Die beanspruchten Merkmale wirken in einzigartiger Weise so zusammen, daß sie den Rotationsverdichter in optimaler Weise kühlen und dadurch Temperaturverwerfungen vermeiden. Aus den Ansaugkanäien treten ständig kräftige Ströme an gekühltem Gas in die Arbeitskammer ein, wobei dieses Gas auf die innere Umfangswand des Gehäusemittenteils trifft. Dadurch wird unabhängig vom Drehwinkel des Rotors für eine gleichmäßige Kühlung der Gehäuseumfangswand gesorgt. Aufgrund der Tatsache, daß sich die Ansaugkammer im Inneren des Rotors von der einen Seitenplatte bis hin zur anderen Seitenplatte des Gehäuses erstreckt, wird gleichzeitig sichergestellt, daß auch der gesamte Rotor gleichmäßig von dem in die Ansaugkammer angesaugten Gas gekühlt wird. Darüber hinaus werden aber nicht nur alle Abschnitte des Rotors, sondern auch die Seitenplatten des Gehäuses gleichmäßig gekühlt, die ebenfalls direkt mit dem angesaugten Gas niedriger Temperatur in Berührung stehen. Eine gleichmäßige und gleichförmige Kühlung des Rotors und der Seitenplatten ist wichtig, da die zusammen mit dem Rotor umlaufenden Stirnflächen des Rotors an den feststehenden Seitenplatten gasdicht anliegen sollen. Eine ungleichmäßige Erwärmung oder zu starke Erhitzung der abdichtenden Teile würde zu entsprechenden Wärmeverwerfungen und Undichtigkeiten führen.

Die beanspruchte Abmessung der Ansaugkammer führt zu dem weiteren Vorteil, daß das aufgrund der Zentrifugalkraft in der Ansaugkammer von dem zu verdichtenden Gk abgetrennte Öl auf beiden Seiten des Rotors zwischen die Rotorstirnfläche und die Gehäuseseitenplatte gelangt. Auf diese Weise wird in diesem kritischen Bereich eine gute Schmierung zwischen dem Rotor und dem Gehäuse sichergestellt und eine gleichmäßige Kühlung dieser Teile gefördert.

Die über die gesamte Breite des Rotors reichende Ansaugkammer gestattet es weiterhin, daß die in der Rotorwandung vorgesehenen Ansaugkanäle in Achsenrichtung des Rotors im Hinblick auf die Kühlung des Gehäuses eine optimale Stellung einnehmen können. Unter Bezugnahme auf ihre Breitenabmcssung hat die Ansaugkammer auch ein sehr großes Volumen und eine entsprechend große Berührungsfläche mit dem Rotor. Ein zusätzlicher Vorteil des großen Volumens der Ansaugkammer besteht darin, daß die Ansaugpulsationen gering sind. Entsprechendes gilt auch für die Austrittspulsationen, so daß der nach der Erfindung ausgebildete Rotationsverdichter verhältnismäßig geräuscharm arbeitet.

Schließlich bietet die bei dem beanspruchten Rotationsverdichter vorgesehene Führung der Ansaug- und Austrittskanäle den Vorteil, daß das Gas in den rotierenden Teilen des Verdichters nur in Richtung der Fliehkraft bewegt wird. Dadurch wird unter Ausnutzung der Fliehkraft der Volumennutzungsgrad des Verdichters verbessert.

Bevorzugte Weiterbildungen und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.

Bevorzugte Ausführungsbcispieleder Erfindung werden im folgenden an Hand von Figuren erläutert. Es zeigt

F i g. I einen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Roiationsverdichters,

Fig. 2 einen Schnitt liingsder Linie l-l der F ig. I.

F i g. 3 einen vergrößerten Schnitt eines Langachsen-Λ) abschnitts des Rotors des erfindungsgemäßen Verdichters.

Fig. 4 einen vergrößerten Schnitt des seitlichen Endes der Wandung des in der F i g. 2 dargestellten Rotors.

F i g. 5a bis 5f Darstellungen zur Erläuterung der An-2S saug- und Austrittstakte des in einer Zylinderkammer angeordneten Rotors.

Fig. 6 und 7 Schnitt von verschiedenartigen Ausgestaltu'Vjes eines im Rotor vorgesehenen ölsammlers,

F i g. 8 einen Schnitt einer weiteren Ausführungsform eines ölansammlers,

Fig.9 einen Schnitt eines zweiten Ausführungsbeispicls des erfindungsgemäßen Verdichters, bei dem gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel ein Vordergehäuse nicht vorhanden ist,

J5 Fig. 10 einen Schnitt eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verdichters, bei dem die Schieber mit Hilfe von Federn vorgespannt sind,

Fig. 11 einen Schnitt längs der Linie II· 11 der Fig. 10.

Fig. 12 einen Schnitt eines vierten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verdichters, bei dem gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel ein hinteres Gehäuse nicht vorhanden ist.

Fig. 13 einen Schnitt längs der Linie 111-111 der F i g. 12.

Fig. 14 einen vergrößerten Schnitt eines Teils des Rotors des in der Fig. 12 dargestellten Verdichters, insbesondere zur Darstellung eines Durchlasses, der zwischen einer kleinen Kammer und der Rotorstirnfläche eine Verbindung herstellt.

so F i g. 15 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausgestaltung einer Dichtungsnut bei dem viei :en Ausführungsbeispiel.

Fig. 16 einen Schnitt einer Abwandlung des vierten Ausführungsbeispiels.

Fig. 17 einen Schnitt einer anderen Ausgestaltung des Ansaugkanals im Rotor.

Fig. 18 einen Schnitt des Rotors mit einer weiteren Ausgestaltung des im Rotor vorgesehenen Ansaugkanals.

to Fi g. 19 einen Schnitt des Rotors mit einem im Langachsenabschnitt angebrachten Dichtungselement,

F i g. 20 eine perspektivische Ansicht eines Teils des in der Fi g. 19 dargestellten Rotors unter besonderer Herausstellung des Langachsenabschnitts.
b5 Fig.21 und 22 Schnitt eines Teils des Rotors mit besonderer Darstellung der Lage des Dichtungselementes in bezug auf den Rotor während des Umlaufs,

Fig.23 einen Schnitt einer weiteren Ausführungs-

form für das Dichtungselement.

F i g. 24 einen Schnitt durch einen Teil des Gehäuses mit einer besonderen Ausführungsform einer Vorrichtung zum Haltern eines Anschlags in tier im Gehäuse vorgesehenen Austriitskammer.

Fig. 25 einen schemaiischen Schnitt eines nach der Erfindung ausgestalteten Verdichters mit einem Rotor, der nur einen einzigen Langachsenabschnitt aufweist,

Fig.Λ einen schematischen Schnitt eines nach der Erfindung ausgestalteten Verdichters mit einem Rotor, der nur einen einzigen Langachsenabschnitt aufweist,

F i g. 26 einen schematischen Schnitt eines nach der Erfindung ausgestalteten Verdichters mit einem Rotor, der drei Langachsenabschnitte aufweist, und

Fig. 27 einen schematischen Schnitt eines üblichen Verdichters, bei dem sowohl die Ansaugkanäle als auch die Austrittskanäle in einem feststehenden Gehäuse ausgebildet sind.

Ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird an Hand der K ι g. 1 bis 5 erläutert. Ein zylindrisches Mittelgehi^iseteil 1 weist eine Zylinderkammer 101 mit einem kreisförmigen Querschnitt auf. Ein vorderes und ein hinteres Gehäuseteil 2 und 3 sind entsprechend der Darstellung nach der F i g. 2 an der linken bzw. an der rechten Stirnfläche des mittleren Gchäuscteils 1 mit Hilfe einer Vielzahl von Schraubenbolzen 5 befestigt. O-Ringe 4 sorgen zwischen den einzelnen Gehäuseteilen für die erforderliche Abdichtung.

Wie man ferner der F i g. 2 entnehmen kann, weist das vordere Gehäuseteil 2 in seiner Umfangswand eine öffnung 6 auf. mit der eine nicht dargestellte Leitung verbunden ist. über die ein Kältemittel zugeführt wird. In der Umfangswand des hinteren Gehäuseteil 3 ist in ähnlicher Weise eine Öffnung 7 vorgesehen, die ebenfalls mit einer nicht dargestellten Leitung verbunden ist, über die das Kältemittel abgeführt wird.

Zwischen dem mittleren Gehäuseteil 1 und dem vorderen Gehäuseteil 2 befindet sich eine vordere Seitenplatte 8, und zwischen dem mittleren Gehäuseteil 1 und dem hinteren Gehäuseteil 3 befindet sich eine hintere Seitenplatte 9. Die vordere und die hintere Seitenplatte 8 und 9 begrenzen die Seitenwände der zylindrischen Zylinderkammer 101. Die Seitenplatte 8 bildet zusammen mit dem vorderen Gehäuseteil 2 eine Hilfsansaugkammer 104, und die hintere Seitenplatte 9 bildet zusammen mit dem hinteren Gehäuseteil 3 eine Hilfsaustriuskammer 134.

Eine Rotorwelle 10 ist in den Mittenabschnitten der Seitenplatten 8 und 9 mit Hilfe von Lagern 11 und 12 drehbar gehaltert. Der vordere Endabschniti der Rotorwelle 10 erstreckt sich durch die Mitte des vorderen Gehäuseteils 2 nach außen. Zwischen dem vorderen Gehäuseteil 2 und der Rotorwelle 10 ist eine Dichtung 13 vorgesehen.

Ein Rotor 14 mit einem elliptischen Querschnitt ist auf der Rotorwelle 10 befestigt und in der Zylinderkammer 101 untergebracht Die Gestalt des Innenumfangs des Rotors 14 ist der Gestalt seines Außenumfangs ähnlich.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Rotor 14 eine im wesentlichen gleichförmige Wandstärke auf.

Der Rotor 14 hat zwei Langachsenabschnitte 15 und 16, deren radialer Abstand 211 von der Achse 201 der Rotorwelle 10 größer als derjenige irgendwelcher anderer Abschnitte des Rotors 14 ist Die Langachsenabschnitte 15 und 16 sind so konstruiert, daß ihre äußeren Llmfangsoberflächen 215 und 216 sich so dicht wie möglich an die innere Umfangsoberfläche 102 der Zylinderkammer 101 anlegen, wie es in der F i g. 3 für die Umfangsoberfliiehe 215 dargestellt ist. Hs werden somit zwischen der äußeren Umf;ingsoberfliichc 114 des Rotors 14 und der inneren Umfangsoberfläche der Zylindcrkammcr 101 zwei Arbciiskanimcrn gebildet, die bei laufendem Rotor 14 sich in der Drehrichtung des Rotors 14 bewegen. Die beiden Stirnflächen 115 des Rotors 14 sind so dicht wie möglich bei den Innenflächen 108 und 109 der Seitenplatten 8 und 9 angeordnet. Der Fig.4

ίο kann man entnehmen, daß um die gesamte Stirnfläche 115 des Rotors 14 eine Dichtungsnut 17 läuft, die einen Dichtungsring 18 aufnimmt, der in gleitender Berührung mit der Innenfläche 108 bzw. 109 der Seitenplatte 8 bzw.

9 steht.

Die äußeren Umfangsoberfläehen 215 und 216 der Langachsenabschnitte 15 und 16 des Rotors 14 sind so ausgebildet, daß sie eine bogenförmige Gestalt haben, deren Krümmungsradius im wesentlichen gleich demjenigen der inneren Umfangsoberfläche 102 der Zylinderkammer 101 ist. Dazu wird insbesondere auf die F i g. 3 verwiesen, aus der auch hervorgeht, daß die äußeren Umfangsoberfläehen 215 und 216 eine Länge von etwa

10 bis 20 mm haben, um eine gute Dichtung in Zusammenarbeit mit der inneren Umfangsoberfläche 102 der Zylinderkammer 101 vorzusehen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt ein Winkel λ zwischen zwei durch die Achse 201 laufenden, radialen Linien, die die Enden der äußeren Umfangsobcrflächen 215 und 216 begrenzen, etwa 10 bis 20¹'.

jo Wie es in der Fig.2 dargestellt ist, begrenzen die elliptische innere Umfangsoberfläche 116 des Rotors 14 und die beiden Seitcnplatten 8 und 9 eine Ansaugkammer 103. Die Ansaugkammer 103 steht mit der Hilfsansaugkammer 104 in Verbindung, die sich im vorderen Gehäuseteil 2 befindet. Für die Verbindung zwischen diesen beiden Kammern sorgen zahlreiche Einlaßkanäle 19, die in der Nähe der Mitte der vorderen Seitenplatte 8 ausgebildet sind.

Die Fig.4 läßt erkennen, daß die innere Umfangsoberfläche 116 des Rotors 14 an den beiden Stirnseiten stufenartig genutet ist. um öltaschen 20 zu bilden, so daß das in dem Kältemittel enthaltene öl in wirksamer Weise der Dichtungsnut 17 und dem Dichtungsring 18 zugeführt wird, wenn sich der Rotor 14 dreht.

In der Wand des Rotors 14 sind in einem Abschnitt, der sich in bezug auf die Rotordrehrichtung unmittelbar hinter der äußeren Umfangsoberfläche 215 des Langachsenabschnitts 15 befindet, vier erste Ansaugkanälc 21 vorgesehen. Diese ersten Ansaugkanälc dienen zur

5ü Verbindung der Arbeitskammer und der Ansaugkammer 103 im Rotor 14. um das Kältemittel von der Ansaufekammer 103 der Arbeitskammer zuzuführen.

In entsprechender Weise sind in Rotordrehrichtung gesehen unmittelbar hinter der äußeren Umfangsoberfläche 216 des Langachsenabschnitts 16 des Rotors 14 in der Umfangswand des Rotors 14 vier zweite Ansaugkanäle 22 ausgebildet. Diese zweiten Ansaugkanäle 22 verbinden die Saugkammer 103 des Rotors 14 mit der Arbeitskammer, um das Kältemittel von der Ansaugkammer 103 der Arbeitskammer zuzuführen.

Drei Schieberschlitze 123, 124 und 125 sind in der inneren Umfangswand 102 der Zylinderkammer 101 in Winkelabständen von jeweils 120° ausgebildet. Die Schieberschlitze 123 bis 125 nehmen entsprechend zu-

b5 geordnete Schieber 224, 225 und 226 auf, die sich in radialer Richtung in den Schlitzen gleitend hin- und herbewegen können. Das radiale Innenende jedes Schiebers steht mit der äußeren Umfangsoberfläche 114 des

Rotors 14 in gleitender Berührung.

Der Schieber 224 befindet sich im höchsten Abschnitt der Zylinderkammer 101, so daß er infolge seines Gewichts in gleitende Berührung mit der äußeren Umfangsoberfläche 114 des Rotors 14 kommt. Die anderen beiden Schieber 225 und 226 gleiten infolge ihres Gewichts längs dtr Schlitze 124 und 125 schräg nach unten, wenn der Rotor 14 stillsteht, um die äußere Umfangsoberfläche U4 des Rotors 14 freizugeben.

Wenn jedoch auf der Rückseite der Schieber 225 und 226 ein Gegendruck während des Laufens des Verdichters auftritt, stehen auch die Schieber 225 und 226 in gleitendem Kontakt mit der äußeren Umfangsoberfläche 114 des Rotors 14.

In der äußeren Umfangsoberfläche des mittleren Gehäuseteils 1 sind drei Austrittskammern 131, 132 und 133 ausgebildet, die sich unmittelbar hinter den Schiebern 224 bis 226 nach außen öffnen. Die offenen Enden der Austrittskammern sind jeweils mit einer Abdeckung 25 verschlossen.

Im mittleren Gehäuseteil 1 sind an Stellen unmittelbar hinter den Schieberschlitzen 123 bis 125 Austrittskanäle 126, 127 und 128 angeordnet, die die Verbindung zwischen den betreffenden Arbeitskammern und den Austrittskammern 131 bis 133 herstellen, um das in den betreffenden Arbeitskammern komprimierte Kältemittel an die Austrittskammern 131 bis 133 abzugeben.

Ein Rückschlagventil oder eine Rückschlagklappe 27 aus einem dünnen gewebeartigen Material ist mit Schrauben 28 am Boden jeder Austrittskammer 13t bis 133 befestigt, um die Austrittskanäle 126 bis 128 zu öffnen bzw. zu verschließen. Der Hub der Rückschlagklappe 27 wird durch einen Anschlag 29 begrenzt, der mit Hilfe der Schrauben 28 uuf der Rückseite der Rückschlagklappe 27 angeordnet ist.

Im mittleren Gehäuseteil 1 sind Durchlässe 30 ausgebildet, über die die Schieberschlit2e 123 bis 125 mit den zugeordneten Austrittskammern 131 bis 133 in Verbindung stehen, wie es in der F i g. 1 zu sehen ist. Ober die Durchlässe 30 gelangt das Kältemittel, das unter Druck in die Austrittskammern 13t bis 133 einströmt, in die Schieberschlitzc 123 bis 125. um die zugeordneten Schieber 224 bis 226 gegen die äußere Umfangsoberfläche 114 des Rotors 14 zu pressen.

Im mittleren Gehäuseteil 1 und in der Seitenplatte 9 sind Verbindungsbohrungen 31 ausgebildet, die die Verbindung zwischen den Austrittskammern 131 bis 133 und der Hilfsaustrittskammer 134 im Gehäuseteil 3 herstellen. Über die Bohrungen 31 gelangt das Kältemittel von den Austrittskammern 131 bis 133 in die Hilfsaustrittskammer 134.

Die innere Oberfläche des hinteren Gehäuseteil 3 springt im Bereich gegenüber dem Lager 12 geringfügig ein, wie es in der F i g. 2 dargestellt ist. um eine kleine Kammer 32 zu bilden. Im hinteren Gehäuseteil 3 und in der Seitenplatte 9 befindet sich ein enger Durchlaß 33, der zwischen der kleinen Kammer 32 und den Arbeitskammern eine Verbindung herstellt. Die Mündung des engen Durchlasses 33 befindet sich in bezug auf die Rotordrehrichtung unmittelbar vor dem obersten Schieber 224, und zwar gegenüber der äußeren Umfangsoberfläche 114 bei der kurzen Achse des elliptischen Rotors 14 geringfügig radial nach außen versetzt, wie es aus der F i g. 1 hervorgeht.

Die Arbeitsweise des bis jetzt konstruktionsmäßig beschriebenen Verdichters soii im folgenden an Hand der F i g. 5a bis 5f erläutert werden.

Bei der Darstellung nach der F i g. 5a steht der Langachsenabschnitt 15 des Rotors 14 dem obersten Schieber 224 gegenüber. Man kann erkennen, daß die drei Schieber 224 bis 226, die jeweils um 120° gegeneinander versetzt sind, drei Arbeitskammern begrenzen, und zwar zwischen Abschnitten 51, 52 und 53 der inneren Umfangsoberfläche der Zylinderkammer und der äußeren Umfangsoberfläche 114 des Rotors 14. wobei sich die Oberflächenabschnitte 51 bis 53 jeweils zwischen den Schiebern 224 bis 226 erstrecken.

κι Zum besseren Verständnis der Arbeitsweise des Verdichters wird im folgenden der Einfachheit halber nur die Arbeitskammer 141 betrachtet, die in der Fig. 5a schraffiert dargestellt ist und die vom Abschnitt 51 der inneren Umfangsoberfläche der Zylinderkammer begrenzt wird.

Wenn sich der Rotor 14 im Uhrzeigersinn aus der in der F i g. 5a dargestellten Position wegdreht, wird «Jie Arbeitskammer 141 in zwei 1 Jnterkammern 142 und 543 unterteill, wie es in der F i g. 5b zu sehen ist. Dabei nimmt das Volumen der Unterkammer 142 allmählich zu, so daß darin ein Vakuum entsteht. Folglich wird das Kältemittel von der Ansaugkammer 103 im Rotor 14 in die Unierkammer 142 gesaugt. Gleichzeitig nimmi das Volumen der Unterkammer 143 allmählich ab. so daß darin ein hoher Druck erzeugt wird. Das Kältemittel in der Unierkammer 143 wird daher komprimiert und über den Austrittskanal 127 in die Austrittskammer 132 abgeführt.

Beim Weiterdrehen des Rotors 14 in die in die F i g. 5c

jo dargestellte Position kommt der Langachsenabschnitt 15 in Berührung mit dem Schieber 225. Damit ist in der Unterkammer 143 das Ende der Kompression erreicht, und die Kammer 143 ist vollkommen verschwunden. Die Unterkammer 142. die jetzt mit der Arbeitskammer

JS 141 identisch ist. dehnt sich weiter aus und saugt das Kältemittel an. Das Ansaugen des Kältemittels in die Arbeitskammer 141 ist beendet, sobald die ersten An-

Rotors 14 über den Schieber 225 hinweggewandert sind,

■to wie es in der F i g. 5d dargestellt ist. Die Arbeitskammer 141 hat jetzt ihr maximales Ansaugvolumen erreicht. Bei der Weiterdrehung des Rotors 14 üt-er die in der Fig. 5d dargestellte Position hinaus beginnt in der Arbeitskammer 141, die dem Abschnitt 51 der inneren Umfangsoberfläche der Zylinderkammer gegenüberliegt, die Kompression.

Bei der Weiterdrehung des Rotors 14 läuft dann der Langachsenabschnitt 16 zwischen die Schieber 224 und 225. wie es in der Fig.5e gezeigt ist. Die Arbeitskammer 141, die dem Oberflächenabschnitt 51 gegenüberliegt, wird jetzt wieder in die beiden Unterkammern und 143 unterteilt. Die Unterkammer 142 saugt das Kältemittel über die zweiten Ansaugkanäle 22 hinter dem Langachsenabschnitt 16 an. Das in der Unterkammer 143 befindliche angesaugte Kältemittel wird jetzt durch die äußere Umfangsoberfläche 114 des Rotors 14 komprimiert und durch den Austrittskanal 127 in die Austrittskammer 132 abgegeben.
Wenn dann der Langachsenabschnitt 16 des Rotors 14 in eine Position gelangt, bei der er dem Schieber gegenüberliegt, wie es in der F i g. 5f gezeigt ist, ist die Unterkammer 143 vollkommen verschwunden, und die Kompression ist beendet. Die Unterkammer 142, die jetzt wieder mit der Arbeitskammer 141 übereinstimmt, fährt mit dem Ansaugen des Kältemittels fön. Dieser Ansaugvorgang durch die dem Oberflächenabschnitt gegenüberliegende Arbeitskammer ist beendet, sobald die zweiten Ansaugkanäle 22 hinter dem Lsngachsenab-

sciiMiti i6 des Rotors 14 über den Schieber 225 hinaiisgelaulen sind. In dieser Drehpos'tion weist die Arbeitskammer ihr maximales Ansaugvolumen auf.

Bei der Weiterdrehung des Rotors 14 beginnt jeizl die Kompression in der Arbeitskammer 141. Der Lang· achsenabschniii 15 gelangt dann wieder /um Schieber 224. wie es in der F i g. 5a dargestellt ist, und das erliiutene Ansaugen und die erläuterte Kompression des Kältemittels wird in der bereits beschriebenen Weise fortgesetzt.

Die Saug- und Kompressionskontakte werden von den beiden anderen Arbeitskammer:! 144 und 145 (Fi g. 1) gleichermaßen wie bei der Arbeitskammer 141 ausgeführt. Bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel finden in jeder Arbeitskammer während einer Umdrehung des Rotut's 14 zwei Kompressionstakte statt. Das gesamte Volumen des Kältemittels, das von dem Verdichter angesaugt und komprimiert wird, ist somit während eines Rotorumlaufs gleich dem Sechsfachen des

Wenn der Kompressionstakt beginnt, befinden sich die unteren Ichieber225 und 226 infolge ihies Gewichts in ihren zurückgezogenen Stellungen in den zugeordneten Schieberschlitzen 124 und 125, so daß die Schieber 225 und 226 an der äußeren Umfangsoberfläche 114 des Rotors 14 nicht anliegen. Die beiden Arbeitskammern, die den Abschnitten 51 und 52 der inneren Umfangsoberfläche der Zylinderkammer gegenüberliegen, funktionieren daher nicht, selbst wenn der Rotor 14 gedreht wird. Diese Schwierigkeit wird jedoch in der folgenden Weise überwunden.

Infolge seines Gewichts und seiner Anordnung bleibt der obere Schieber 224 stets in Berührung mit der äußeren Umfangsoberfläche 114 des Rotors 14. Wenn somit der Rotor 14 ausgehend von der in der F i g. 5a gezeigten Position weitergedreht wird, wobei dann der Langachsenabschnitt 16 über den Schieber 226 hinausläuft (F i g. 5c). beginnt die dem Oberflächenabschnitt 53 gegenüberliegende Arbeitskammer 145 mit der Kompression, so daß das Kältemittel durch den Austrittskanal 126 in die Austrittskammer 131 (Fig. 1) gelangt, um darin den Druck zu erhöhen. Die Folge davon ist, daß das komprimierte Kältemittel über die Bohrung 31 in die Hilfsaustrittskammer 134 gelangt, um auch in dieser den Druck zu erhöhen. Aus der Hilfsaustrittskammer 134 strömt das komprimierte Kältemittel über die jeweils zugeordneten Bohrungen 31 in die beiden anderen Austrittskammern 132 und 133, so daß auch dort ein Druck aufgebaut wird. Dieser Druck wird dann auch über die Durchlässe 30 in die Schieberschlitze 124 und 125 übertragen, so daß die Schieber 225 und 226 bald nach dem Start des Verdichters gegen die äußere Umfangsoberfläche 114 des Rotors 14 gedrückt werden. Damit werden auch die Arbeitskammern, die den Oberflächenabschnitten 5i und 52 gegenüberliegen, wirksam.

Bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel sind drei Schieber 224 bis 226 und drei Austrittskammern 131 bis 133 vorgesehen, die jeweils längs des Umfangs des mittleren Gehäuseteils 1 um 120° gegeneinander versetzt sind. Der eine Schieber 224 ist im obersten Abschnitt der Zylinderkammer 101 vorgesehen, so daß er infolge seines Eigengewichts gegen den Rotor 14 gedruckt wird. Die Schieberschlitze 123 bis 125 stehen über die Durchlässe 30 mit den Austrittskammern 131 bis 133 in

Kompression. Das dabei komprimiert■„■ Gas oder Kältemittel gelangt jedoch infolge der beschriebenen Konstruktion in die drei Auswittskammem, so daß in den Austrittskammern 131 bis 133 allmählich ein Druck auf^r> gebaut wird. Folglich kommt es auch /.u einem allmählichen [Iruckiiufbau in den .Schieberschlit/.en 123 bis 125 . so daß die Schieber 224 bis 226 langsam unu uKmanlich in Berührung mit der Rotoroberfläche gebracht werden, und zwar zu einer Zeit, bevor die volle Kompression ίο erreicht ist. Somit wird während des Anlaufens oder Startens ein abrupter Druckanstieg vermieden, selbst wenn der Druck in den Ansaug- und Arbeitskammern unmittelbar vor dem Starten relativ hoch ist. Da der oberste Schieber anfangs lediglich durch sein Eigengeis wicht gegen die Rotoroberfläche gedrückt wird, ist die Andruckkraft gering und die Dichtlingswirkung noch nicht hoch. Wenn daher in der Arbeitskammer ein ;uißerordentlich hoher Druck erzeugt wird, beispielsweise aufgrund der Kompression einer Flüssigkeit oder dgl., ?n wobei ein hohes Druckdifferential an dem Schieber auftritt, wird der Schieber leicht angehoben, so daß beim Anlaufen oder Starten ein Stoß oder Ruck vermieden wird.

Bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel wird das Kältemittel in den Schieberschlitzen durch die Durchlässe 30 während des normalen Laufens des Verdichters zurück in die Arbeitskammern gedrückt, da die Schieber 224 bis 226 vom Rotor 14 nach außen gedrückt werden. Durch geeignete Wahl der Querschnittsfläche der Durchlässe 30 kann man den Durchfluß des Kältemittels einschränken, um den Druck hinter dem Schieber in jedem Schieberschlitz zu erhöhen und um dadurch den Druck zu erhöhen, mit dem jeder Schieber den Rotor 14 berührt. Allgemein gilt, daß die Abdichtungskraft er-J5 höht werden muß. wenn der Arbeitsdruck zunimmt. Nach der Erfindung wird der abdichtende Berührungsdruck jedes Schiebers in bequemer Weise erhöht, wenn der Arbeitsdruck in der Kammer zunimmt, und dennoch wird ein stoß- und ruckfreies Anlaufen des Verdichters sichergestellt.

Weiterhin wird das Volumen im Schicberschlitz hinter dem Schieber während des Ansaugtaktes erhöht, da der Schieber aus dem Gehäuse herausragt. Folglich wird der Druck hinter dem Schieber vermindert und damit der Druck herabgesetzt, mit dem der Schieber den Rotor 14 berührt. Es kommt daher während des Ansaugens zu einem geringeren Verschleiß des Schiebers und des Rotors. Dadurch wird eine längere Lebensdauer des Verdichters erzielt.

W Bei der Erläuterung des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung wurde aufgezeigt, daß der Druck, mit dem die Schieber auf die Rotoroberfläche drücken, automatisch so eingestellt wird, daß ein verbesserter Abdichtungseffekt und ein entsprechend erhöhter Kompressionswirkungsgrad erreicht wird und gleichzeitig ein übermäßig hoher Berührungsdruck während des Ansaugtaktes vermieden wird, um die Verlustleistung herabzusetzen und die Lebensdauer der aufeinander gleitenden Bauteile zu erhöhen.

Falls der Verdichter nach kurzem Stillstand, der durch ein Ausrücken der Kupplung aufgrund einer übermäßigen Kühlung verursacht sein kann, erneut gestartet wird, verbleibt das unter Druck stehende Kältemitte! in dem Raum hinter den Schiebern, so daß zum Beginn des

Verbindung, die ihrerseits über die Bohrungen 31 mit 65 Wiederstartens der Verdichter mit maximaler Kapazität

der Hilfsaustrittskammer 133 im hinteren Gehäuseteil 3 arbeitet. In diesem Fall befindet sich in den Arbeitskam-

verbunden sind. Wenn der Verdichter gestartet wird, mern keine Flüssigkeit, so daß die Rotorwelle einem

kommt es lediglich in einer Arbeitskammer zu einer übermäßig hohen mechanischen Stoß nicht ausgesetzt

ist.

Im folgenden wird erläutert, wie die Schmierung im Innenbereich des Gehäuses erfolgt.

Die Dichtung !3 zwischen dem vorderen Gehäuseteil 2 und der Rotorwelle 10 wird durch den Ölgehalt des Kältemittels geschmiert, das in die Hilfsansaugkammer 104 des vorderen Gehäuseteils 2 gesaugt wird. Das Lager 11 in der Seitenplatte 8 wird durch den ölgehalt des Kältemittels geschmiert, das in Anbetracht des geringeren Drucks in der Ansaugkammer 103 des Rotors 14 von der Hilfsansaugkammer 104 aus durch das Lager 11 tritt.

Durch die Zentrifugalkraft infolge der Drehbewegung des Rotors 14 wird der Ölgehalt des in der Ansaugkammer 103 befindlichen Kältemittels vom Kältemittel getrennt und gelangt auf die innere Umfangsoberfläche der Anraugkammer 103. Das auf der inneren Umfangswand des Rotors 14 befindliche Öl gelangt in die Öltaschen 20 und wird dort gespeichert. Von dort gelangt

10

15 tritt in verstärktem Maße auf, wenn die Kompression zunimmt, da der Druck in der Arbeitskammer größer wird. Die Langachsenabschnitte des Rotors, die an die Wand der Arbeitskammer angrenzen, werden somit gegen das Ende des Kompressionstaktes hinreichend gut geschmiert Dies ist für die Langachsenabschnitte von Vorteil, die ja eine Gleitbewegung mit einer höheren Umfangsgeschwindigkeit ausführen.

Die Schmierung des Lagers 12 in der Seitenplatte 9 geschieht in der folgenden Weise. Wenn sich der Rotor 14 in einer solchen Drehstellung befindet, daß seine Stirnfläche 115 die Mündung 233 des Durchlasses 33 freigibt, wobei die Verbindung zwischen der Ansaugkammer 103 des Rotors und der Arbeitskammer 141 besteht, d. h. wenn während des Ansaugtaktes der Druck in der Unterkammer 142 niedriger als in der Ansaugkammer 103 ist, strömt infolge der Druckdifferenz das Kältemittel auch von der Ansaugkammer 103 durch das Lager 12, die kleine Kammer 32 und den Durchlaß

das Öl in den Bereich der Gleitflächen zwischen den 20 33 in die Unterkammer 142. Dabei wird das Lager 12

Seitenplatten 8 und 9 einerseits und den Stirnflächen durch den Ölgehalt des Kältemittels geschmiert. Der

115 des Rotors andererseits. Dies geschieht unter der Durchlaß 33 wird von der Stirnfläche des Rotors 14

Einwirkung der Zentrifugalkraft und der GL:itbewe- abgedichtet, bevor der Kompressionstakt beginnt, so

gung zwischen den Seitenplatten 8 und 9 sowie den daß das komprimierte Kältemittel aus der Arbeitskam-

Rotorstirnflächen 115. Da das an der inneren Umfangs- 25 mer 141 nicht mehr zurück in die Ansaugkammer 103

wand des Rotors 14 anhaftende öl in den Öltaschen 20 konzentrisch aufgesammelt wird, gelangt eine hinreichend große Menge an öl zu den gleitenden Teilen zwischen den Rotorstirnflächen 115 sowie den Seitenplatten 8 und 9. Dadurch werden die in Frage kommenden gleitenden Teile sehr gut geschmiert. Das in den Öltaschen gespeicherte öl erhöht gleichzeitig in bequemer Weise den Abdichtungseffekt, so daß der Übertritt von Gas in die Ansaugkammer 103 durch diesen Gleitbereich vermindert wird. Man erhält somit einen verbesserten Kompressionswirkungsgrad (Volumenwirkungsgrad).

Bei dem erläuterten ersten Ausführungsbeispiel ist die Form der im Rotor ausgebildeten Ansaugkammer so gelangt.

Es ist möglich, die Mündung 233 des Durchlasses 33 für eine gewisse Zeit nach dem Starten des Verdichters nicht abzudichten, um eine Rückströmung des Kältemii-

jo tels zu gestatten und auf diese Weise eine Schmierung zu bewirken. Dies muß allerdings in einer solchen Weise erfolgen, daß eine drastische Herabsetzung der Volumeneffizienz nicht auftritt. Obwohl bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel lediglich ein Durchlaß 33 vorgese-

j5 hen ist, besteht die Möglichkeit, die Anzahl dieser Durchlässe zu erhöhen. Dadurch wird ein entsprechend verbesserter Schmiereffekt erzielt.

Es sei nochmals erwähnt, daß bei dem erläuterten Ausfuhrungsbeispiel das Lager 12, das im allgemeinen

gewählt, daß sie der äußeren Form des Rotors ähnlich 40 schwer zu schmieren ist, dank des Durchlasses 33 im ist. Daher wird das öl, das von dem Kältemittel in der hinteren Gehäuseteil 3 und in der Seitenplatte 9 Ansaugkammer getrennt wird, an denjenigen Stellen zwangsläufig hinreichend gut geschmiert wird, da der der Ansaugkammer konzentriert und gesammelt, bei Durchlaß 33 eine wechselseitige Verbindung der kleinen denen der radiale Abstand von der Achse der Rotorwel- Kammer 32 des Lagers auf der der Saugseite entgegen-Ie am größten ist. Diese Teile sind aber auch einem 45 gesetzten Seite damit der Arbeitskammer während des

höheren Verschleiß ausgesetzt und erzeugen eine größere Wärmemenge als andere Teile, da die Geschwindigkeit der Gleitbewegung des Rotors höher ist. Nach der Erfindung werden diese stärker beanspruchten Teile infolge der erläuterten Ansammlung des Schmieröls gut geschmiert und entsprechend gekühlt. Thermische Verformungen werden daher beträchtlich herabgesetzt, und die Kompressionseffizienz (Volumeneffizienz) als auch die Haltbarkeit des Verdichters werden in beachtlicher Weise verbessert. Da die Wandstärke des Rotors 14 im wesentlichen gleichförmig und über seine gesamte Oberfläche im wesentlichen konstant ist, kann der Rotor sehr leicht ohne die Ausbildung unerwünschter Gaseinschlüsse gegossen werden, so daß die Herstellungskosten gering sind. M)

Die Stirnflächen des Rotors 14 worden iiuch infolge des Übet iritts von Kältemittel (vgl. den Pfeil in Fig. 4) aus der Arbeitskammer zurück in die Ansaugkammer 103 geschmiert. Die Stirnflächen 115 des Rotors 14, wo Saugtaktes gestattet.

Die Öltaschen 20 können auch eine andere Gestalt als die in der Fig.4 dargestellte Form einer abgestuften Nut 151 aufweisen. So kann beispielsweise die öltasche in Form eines abgefasten oder abgeschrägten Anschnitts 152 ausgebildet sein, wie es in der Fig. 6dargestellt ist. Weiterhin ist es möglich, die Neigungsfläche des Rotors 14 auszunutzen, die vorgesehen wird, damit der gegossene Rotor besser aus der Gußform genommen werden kann Man kann auch diese beim Gießen auftretende Neigungsfläche 153 mit einer abgefasten oder abgeschrägten Oberfläche 154 kobiminieren, wie es in der Fig. 7 dargestellt ist. Schließlich besteht auch die Möglichkeit, die Öltaschen in den Seitenplatten 8 und 9 vorzusehen, wenn die Ansaugkammer 103 eine zylindrische Form hat.

Entsprechend der Darstellung nach der Fig. 8 kann man auch eine Vielzahl unabhängiger und gegeneinander radial versetzter öltaschen 20 längs des inneren

die Anforderungen nach einer guten Schmierung hoch b^r> Umfangs der Rotorslirnflächcn 115 vorsehen. Diese Ölsind. werden somit in bequemer Weise durch eine grö- taschen stehen in kontinuierlicher Verbindung mit der

SiHigkammer 103. Abweichend davon können die öltaschen auch so ausgebildet sein, daß sie von der inneren

ßere Menge an Schmiermittel als andere Teile des Rolors bedient. Der oben erwähnte Kältemittel-Übertritt

Umfangsoberfläche 116 des Rotors 14 tangential zur Rotationsrichtung weglaufen. Bei den erläuterten Anordnungen wird das öl, das auf der inneren Umfangswand anhaftet, in den Öltaschen 20 konzentriert und gesammelt. Wenn die Öltaschen 20 vollständig mit öl gefüllt sind, gelangt das überschüssige öl infolge der auftretenden Zentrifugalkraft 2u denjenigen Abschnitten der inneren Umfangswand des Rotors 14, bei denen der Radialabstand von der Achse der Rotorwelle 10 am größten ist, d. h. zu denjenigen Teilen der Ansaugkammer 103, die sich bei den Langachsenabschnitten 15 und 16 befinden. Dort wird das überschüssige öl gespeichert Das in den öltaschen 20 gespeicherte öl wird den Reibungsteilen zwischen den Rotorstirnflächen 115 und den Seitenplatten 8 und 9 zugeführt, um diese Reibungsteile wirksam zu schmieren. Das öl in der Ansaugkammer 103 hat die Neigung, sich in Bereichen nahe bei den Langachsenabschnitten 15 und 16 zu konzentrieren, und zwar infolge der Zentrifugalkraft, die durch die Drehbewegung des Rotors 14 hervorgerufen wird. Da jede der unabhängigen öltaschen 20» die rund um den Umfang der Rotorstirnflächen 115 radial versetzt sind, eine hinreichende Menge an Öl enthält, werden die gleitenden Teile zwischen den Rotorstirnflächen 115 und den Seitenplatten 8 und 9 über den gesamten Umfang hinreichend gut geschmiert. Darüber hinaus werden die Teile der Rotorstirnflächen 115 im Bereich der Langachsenabschnitte 15 und 16, die mit einer höheren Geschwindigkeit als die übrigen Teile gleiten und daher einem höheren Verschleiß und stärkeren Erwärmung ausgesetzt sind, in bequemer Weise äußerst wirksam durch eine hinreichende Menge an Öl geschmiert, das sich bei den Abschnitten der Ansaugkammer 103 in der Nähe dieser beanspruchten Stirnflächenbereiche zentrisch ansammelt

Die erläuterten öltaschen haben auch die Funktion von reinen Ölnuten, um das Schmiermittel den gleitenden Teilen zuzuführen und um auf diese Weise den Schmiereffekt zu verbessern.

Darüber hinaus wird die Dichtungswirkung an den äußeren Umfangsoberflächen 215 und 216 beträchtlich erhöht, und zwar teilweise dadurch, daß die äußeren Unifangsoberflächen 215 und 216 der Langachsenabschnitte 15 und 16 des Rotors 14 so dicht wie möglich bei der inneren Umfangsoberfläche 102 der Zylinderkammer 1 angeordnet ist, wie es aus der F i g. 3 hervorgeht, und teilweise dadurch, daß sich die äußeren Umfangsoberflächen 215 und 216 über eine gewisse Umfangsstrecke in Form eines Bogens mit einem öffnungswinkel χ erstrecken, dessr.n Spitze mit dem Mittelpunkt der Achse 201 der Rotorwelle zusammenfällt. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, bei den äußeren Umfangsoberflächen 215 und 216 Dichtungselemente vorzusehen, die in bequemer Weise durch den ölgehalt des Kältemittels geschmiert werden, das bei der Kompression aus der Unterkammer 143 in die Unterkammer 142 übertritt.

Weiterhin ist bei dem erläuterten ersten Ausführungsbeispiel der Rotor 14. der von der Zylinderkammer 101 mit kreisförmigem Querschnitt aufgenommen wird, mit der Ansaugkammer 103 sowie den ersten und zweiten Ansaugkanälen 21 und 22 ausgerüstet, durch die das Kältemittel aus der Ansaugkammer 103 in die Arbeitskammern gesaugt wird. Infolge dieser Ausgestaltung wird der Rotor 14 von dem in die Ansaugkammer 103 gesaugten Kältemittel gleichmäßig gekühlt. Darüber hinaus wird das Kältemittel von dem umlaufenden Rotor 14 in einer solchen Weise in die Zylinderkammer 101 gesaugt, daß es von den ersten und zweiten Ansaugkanälen 21 und 22 gegen die innere Umfangsoberfläche 102 der Zylinderkammer 101 gesprüht wird, so daß diese innere Umfangsoberfläche 102 gleichförmig von dem Kältemittel gekühlt wird. Folglich wird eine Temperaturdifferenz zwischen den Abschnitten des Rotors 14 als auch eine Temperaturdifferenz zwischen den Abschnitten der Zylinderkammer 101 vermieden, so daß thermische Verformungen nicht auftreten, to Dadurch wird wiederum die Abdichtung zwischen dem Rotor 14 und der Zylinderkammer 101 verbessert Dies führt zu einer erhöhten Volumeneffizienz des Verdichters, und gleichzeitig wird ein Fressen der Rotorwelle 10, des Rotors 14 und anderer Teile vermieden. Zu bemerken ist auch, daß die Strömung des Kältemittels von der Ansaugkammer zur Arbeitskammer verstärkt wird, um die Volumeneffizienz zu verbessern und den Energieverbrauch zu verringern, und zw^f deswegen, weil die Richtung der Zentrifugalkraft die aufgrund der Drehbewegung des Rotors 14 auf das Kältemittel einwirkt, mit der Bewegungsrichtung des Kältemittels zusammenfällt, das durch die ersten und zweiten Ansaugkanälc in Richtung der Arbeitskammern strömt. Schließlich kann auch der durch das -irste Ausführungsbeispiel verkörperte Verdichter ohne mechanischen Stoß ruckfrei gestartet werden, und zwar teilweise deswegen, weil die im Rotor 14 ausgebildete Ansaugkammer das Gewicht des Rotors wirksam vermindert, und teilweise deswegen, weil beim Anlaufen nur der obere Schieber 224 aufgrund seines Eigengewichts mit dem Rotor 14 in Berührung steht. Die anderen Schieber 225 und 226 bleiben aufgrund ihres Eigengewichts in den Schieberschlitzen 124 und 125.

Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wird unter Ausnutzung der Strömung des Kältemittels, das von der Saugseite der Seitenplatte 8 in die Ansaugkammer 103 des Rotors eintritt, in bequemer Weise öl der Dichtung 13 der Rotorwelle 10 als auch den Lagern 11 und 12 zugeführt. Zur Schmierung der gleitenden Teile zwisehen den Stirnflächen 115 des Rotors 14 und den Seitenplattcn 8 und 9 mit Hilfe des ölgehalts des Kältemittels wird die Zentrifugalkraft ausgenutzt, die durch die Drehbewegung des Rotors 14 verursacht wird.

Der F i g. 3 kann man entnehmen, daß von den ersten Ansaugkanälen 21 die vorderen Ansaugkanäle 121 geringfügig hinler dem hinteren Ende 111 des Langachsenabschnitts 15 ausgebildet sind. Diese vorderen ersten Ansaugkanäle 121 können sich aber auch unmittelbar hinter dem hinteren Ende 111 des Langachsenabschnitts 15 befinden. Wenn dies der Fall ist, beginnt der Ansaugtakt unmittelbar nach der Freigabe des Schiebers 226 durch das hintere Ende 111 des Langachsenabschnitts 15, wobei eine hohe Ansaugeffizienz sichergestellt wird. Gleichzeitig hört das Ansaugen des Kältemittels in die Arbeitskammer 144 (Fig. 1) auf, sobald von den ersten Ansaugkanälen 21 die hinteren ersten Ansaugkanäle 122(Fi g. 3) den Schieber 226 passiert haben, wobei das Ansaugen des Kältemittels in die Arbeitskammer 145 nunmehr auch über die hinteren ersten Ansaugkanäle bo 122 erfolgt.

Den F i g. 1 und 3 kann man entnehmen, daß bei dem erläuterten ersten Ausführungsbeispiel die Gesamtanordnung so getroffen ist. daß sich die hinteren ersten Ansaugkanäle 122 geringfügig vor dem Schieber 226 befinden, d. h., gerade über den Schieber 226 hinwegbewegt worden sind, wenn das Volumen der Arbeitskammer 144 seinen maximalen Wert annimmt. Solange sich die hinteren ersten Ansaugkanäle 122 gerade noch vor

der Hinterseite des Schiebers 226 befinden, wird allerdings das Ansaugen des Kältemittels in die Arbeitskammer 144 fortgeführt, und zwar bis zum Ende der Expansion des Volumens in der Arbeitskammer 144. Auf diese Weise wird eine hohe Ansaugeffizienz sichergestellt.

Weiterhin sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel drei Schieber 224 bis 226 und drei Austrittskanäle 126 bis 128 im Gehäuse ausgebildet, wohingegen sich die Ansaugkammer 103 im Rotor 14 befindet. In der Wandung des Rotors 14 sind die ersten und zweiten Ansaugkanäle 21 und 22 so angeordnet, daß sie sich, wenn das Volumen einer Arbeitskammer seinen Maximumwert erreicht hat, außerhalb dieser Arbeitskammer befinden, d. h. zwischen dem Schieber und dem zugeordneten Langachsenabschnitt. Daher wird eine Rückströmung des Kältemittels von der Arbeitskammer zurück in die Ansaugkammer 103 durch die Ansaugkanäle 21 und 22 vermieden. Dies führt wiederum zu einer hohen Volumeneffizienz.

Dieser Vorteil wird unter Bezugnahme auf den bekannten Stapel der Technik besser verstanden. In der F i g. 27 ist ein üblicher Verdichter dargestellt. In einem Gehäuse 345 ist ein Ansaugkanal 344 ortsfest vorgesehen. Während der Zeit nach der Beendigung des Ansaugens, wenn der eine Langachsenabschnitt 348 der beiden Langachsenabschnitte 347und 348 eines elliptischen Rotors 346 einen Schieber 350 passiert hat (dargestellt in vollausgezogenen Linien), und bevor der andere Langachsenabschnitt 347 des Rotors den Ansaugkanal 344 verschließt (dargestellt in strichpunktierten Linien), um mit der Kompression zu beginnen, wird ein Teil des in die Arbeitskammer angesaugten Kältemittels durch den Ansaugkanal 344 zurück t ;f die Ansaugseite gezwungen. Selbst wenn der Verdichter mit einem im Rotor ausgebildeten Ansaugkanal z· ",gebildet wäre, fände die Rückströmung des Kältemittels aus der Arbeitskammer nach der Ansaugscitc hin unvermeidbar statt, und zwar während der Zeit, nachdem die Arbeitskammer auf ihr maximales Volumen expandiert wäre und bevor der Ansaugkanal den Schieber passiert hätte, falls die Anzahl der Schieber gleich der Anzahl der Langachsenabschnitte des Rotors wäre. Das Ergebnis wäre eine Herabsetzung der Volumeneffizienz.

Es ist bemerkenswert, daß eine solche Herabsetzung der Volumeneffizienz bei dem Verdichter nach dem erläuterten Ausführungsbeispiel vollkommen vermieden wird. Wenn nämlich bei diesem Ausführungsbeispiel der nachlaufende oder hintere Langachsenabschnitt, der das hintere Ende oder die Rückseite eines Arbeitsvolumens begrenzt, mit der Kompression beginnt, nachdem das Volumen der Arbeitskammer auf den Maximumwert expandiert wurde, hat bereits der Schieber den Ansaugkanal von der Arbeitskammer getrennt, so daß es zu einem Rückstrom des Kältemittels nicht kommen kann. Es wird daher eine Verbesserung der Volumeneffizienz des Verdichters erreicht.

Wenn die ersten und zweiten Ansaugkanäle 21 und 22 unmittelbar hinter den Langachsenabschnitten 15 und 16 des Rotors 14 angeordnet sind, wird mit dem Ansaugen des Kältemittels durch die Ansaugkanälc unmittelbar begonnen, nachdem die Arbeitskammer mit der Vergrößerung ihres Volumens beginnt. Wenn darüber hinaus die Anordnung gleichzeitig so getroffen ist. daß. wenn eine Arbeitskammer auf ihr Maximalvohimcn expandiert worden ist. der Ansaugkanal gerade vor der Rückseite des Schiobers ist, der die Vorderseite der Arbeitskammer begrenzt, findet der Ansaugvorgung des Kältemittels bis zum Ende der Expansion des Volumens der Arbeitskammer statt, d. h. bis zum Ende des Expansionstaktes der Arbeitskammer.

Mit der folgenden Anordnung ist es möglich, sich dieser beiden Vorteile zu erfreuen. Diese Anordnung besteht darin, daß, wenn das Ansaugvolumen einer Arbeitskammer seinen maximalen Wert erreicht hat, der Ansaugkanal so ausgebildet ist, daß er sich von dem Schieber, der sich an der Vorderseite der Arbeitskammer befindet, bis zum Langachsenabschnitt des Rotors erstreckt, so daß zum einen das Kältemittel unmittelbar nach der Bildung einer Arbeitskammer in diese Arbeitskammer gesaugt wird, d. h, daß das Ansaugen bei einem extrem frühen Zustand der Expansion des Volumens der Arbeitskammer beginnt, und daß zum anderen das An-

U saugen des Kältemittels so lange fortgesetzt wird, bis das Volumen der Arbeitskammer den Maximumwert erreicht hat, wobei der Ansaugvorgang bei maximalem Expansionsvolumen dadurch beendet wird, daß der Schieber den Ansaugkanal schließt bzw. den Ansaugkanal von der maxiamal expandierten Arbeitskammer trennt Im Ergebnis wird somit die Ansaugeffizienz des Verdichters verbessert

Falls die ersten und zweiten Ansaugkanäle 21 und 22 nicht so angeordnet wären, daß, wenn eine Arbeitskammer ihr Maximumvolumen erreicht hat, diese Kanäle zwischen dem vorderen Schieber und dem Langachsenabschnitt des Rotors liegen würden, begänne das Ansaugen des Kältemittels mit einer beträchtlichen Zeitverzögerung gegenüber dem Beginn der Expansion des Volumens der Arbeitskammer oder die Arbeitskammer wäre von den Sar.saugkanälen getrennt, bevor das Volumen der Arbeitskammer sein Maximum erreichen würde. Die Folge davon wäre die Ausbildung eines hohen Vakuums in der Arbeitskammer. Dies würde zu einer starken Belastung des Verdichters führen. Dieses Problem wird durch das beschriebene Ausführungsbeispiel der Erfindung überwunden.

Die maximale Ansaugeffizienz wird somit dadurch erreicht, daß jeder der Ansaugkanäle 21 und 22 zum einen bis zum Langachsenabschniit oder, wenn der Langachsenabschnitt eine bogenförmige äußere Umfangsoberfläche 215 ist, wie es die F i g. 3 zeigt, bis zum hinteren Ende 111 des Langachsenabschnitts reicht und zum anderen gerade bis vor den Schieber oder bis zur Rückseite des Schiebers reicht, der sich auf der Vorderseite der Arbeitskammer befindet, deren Volumen gerade auf den Maximumwert expandiert ist Diese Bedingung kann durch einen einzigen langgestreckten Kanal mit einer entsprechenden Umfangsiänge oder durch eine Vielzahl von unabhängigen Kanälen, die über die erforderliche Umfangsiänge angeordnet sind.

Darüber hinaus ist bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel die Umfangsabmessung jedes Ansaugkanals 21 oder 22 so gewählt, daß die Breite des Kanals in Umfangsrichtung größer als die Dicke des Schiebers ist, so daß der Ansaugkanal von dem Schieber niemals vollständig verschlossen werden kann. Dadurch wird eine ununterbrochene, im wesentlichen gleichförmige Kältemittelströmung in dem Ansaugkanal aufrechterhalten.

w) Im folgenden soll ein /weites Ausführungsbeispiel der F.rfindunp an Hund der F i g. 9 erläutert werden.

Wie man der Fig.9 entnehmen kann, ist bei diesem /weiten Ausführungsbeispiel gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel das vordere Gehäuseteil 2 weggelassen, und die Dichtung 13 wird von einer Dichtungskaturner 22S umschlossen, die von einem Teil der Seil enplatte 8 gebildet wird. Ein Durchlaß 34 stellt eine Verbindung zwischen der Dichtungskammer 221 und einer

Arbeitskammer her, die sich gerade im Ansaugzustand befindet. Eine Hilfsansaugkammer 104 ist in der Mitte des hinteren Gehäuseteüs 3 ausgebildet. In der Seitenplatte 9 befinden sich Einlaßkanäle 19. Im übrigen werden für TeUe, die mit Teilen des ersten Ausführungsbeispiels gleich oder ähnlich sind, dieselben Bezugszahlen verwendet

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist es möglich, das Lager 11 und die Dichtung 13 gleichzeitig zu schmieren. Die Arbeitsweise des Verdichters stimmt mit derjenigen des ersten Ausführungsbeispiels überein. Es treten auch die gleichen Vorteile auf.

In den Fig. 10 und 11 ist ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Wie man der F i g. 11 entnehmen kann, sind bei diesem dritten Ausführungsbeispiei die Bauteilkombination aus dem Ansauggehäuseteil 2 und der Seitenplatte 8 mit der Bauteilkombination aus dem Austrittsgehäuseteil 3 und der Seitenplatte 9 gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel miteinander vertauscht. Eine Dichtungskammer 221 umschließt die Dichtung 13 und wird durch das Gehäuseteil 3 gebildet. Die DichtungskaiTüncr 221 steht über einen Durchlaß 34, der einen kleinen Durchmesser aufweif;, mit der Dichtungsnut 17 in einer der Stirnflächen 115 des Rotors 14 in Verbindung. In dem Schieberschlitz 123 befindet sich eine Schraubenfeder 35, um den Schieber 224 in Richtung auf den Rotor 14 zu drücken. Die Schieberschlitze 123 bis 125 stehen im übrigen über feine Durchlässe 36 mit der Hilfsaustrittskammer 134 in Verbindung. Auf der Saugseite sind der in die Stirnfläche 115 des Rotors 14 eingepaßte Dichtungsring und die entsprechende Dichtungsnut weggelassen. Im übrigen sind Teile, die mit Teilen nach dem ersten Ausführungsbeispiel gleich oder ähnlich sind, mit denselben Bezugszeichen versehen. Wie bereits erwähnt, wird bei dem dritten Ausführungsbeispiel der Schieber 224 mit Hilfe der schraubenförmigen Feder 35 gegen die äußere Umfangsoberfläche 114 des Rotors 14 gedrückt. Hinzu kommt noch die Kraft, die der aus der Hilfsaustrittskammer 134 abgeleitete Druck des Kältemittels auf den Schieber 22* ausübt. Der Andruck des Schiebers 224 ist somit gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel verbessert, bei dem der Schieber 224 lediglich aufgrund der Gravitationskraft gegen die Rotorobcrfläche gedrückt wird. Im Ergebnis wird somit ein Schwimmen oder Schweben des Schiebers 224 vermieden, so daß die Arbeitskammer 141 bereits kurz nach dem Anlaufen des Verdichters voll wirksam wird. Im übrigen stimmt die Arbeitsweise mit derjenigen des ersten Ausführungsbeispiels überein. Es ergeben sich auch die gleichen Vorteile.

Da die Abdichtungswirkung des Schiebers 224 nach dem Aufbau des Austrittsdrucks verstärkt wird, braucht die Schraubenfeder 35 lediglich eine geringe Kraft auszuüben, die gerade ausreicht, um mit dem Aufbau des Austrittsdrucks zu beginnen. Dadurch soll vermieden werden, daß der Schieber während des normalen Laufs des Verdichters übermäßig stark gegen den Rotor gedrückt wird. Für die Schieber 225 und 226 können ebenfalls Schraubenfedern 35 vorgesehen sein.

Ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden an Hand der Fig. 12 bis 14 erläutert. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das hintere Gehäuseteil 3 weggelassen, und im unteren Teil des vorderen Gehäuseteils 2 befindet sich eine Hilfsansaugkammer 104. Die bereits erwähnt; kleine Kammer 32 ist auf der Innenseite der Seitenplatte 9 ausgebildet.

In der Seitenplatte 9 iu ein feiner Durchlaß 234 vorgesehen, über den die Dichtungsnut 17 in der hinteren Stirnfläche 115 des Rotors 14 mit der kleinen Kammer 32 in Verbindung treten kann. Der Durchlaß 234 stellt die Verbindung mit der Dichtungsnut 17 her, wenn der Kurzachsenabschnilt des Rotors 14 im Bereich seiner obersten Position ist. In der Seitenplatte 8 ist ebenfalls ein feiner Durchlaß 235 ausgebildet, der eine Verbindung zwischen der Dichtungsnut 17 in der vorderen Stirnfläche 115 des Rotors 14 mit der Hilfsansaugkammer 104 herstellen kann. Die Mündung des Durchlasses 235 befindet sich in der Hilfsansaugkammer 104 in der Nähe der Dichtung 13 und des Lagers 11.

Wenn während des Umlaufs des Rotors 14 die Dichtungsnut 17 mit dem Durchlaß 234 in Verbindung tritt, was zweimal bei einem Umlauf des Rotors geschieht, da die Dichtungsnut 17 einen ovalen oder ellipsenförmigen Verlauf hat, gelangt das Kältemittel über die Dichtungsnut 17, den Durchlaß 234, die kleine Kammer 32 und das Lager 12 zurück in die Ansaugkammer 103. Folglich wird das Lager 12 in der Seitenplatte 9 von dem im Kältemittel suspendierten öl geschmort. Gleichermaßen werden die Dichtung 13 in der Hshsansaugkammer 104 und das Lager 11 von dem im Kältemittel suspendierten öl geschmiert, wenn das Kältemittel von der Dichtungsnut 17 über den Durchlaß 235 zurück in die Hilfsansaugkammer 104 strömt.

Bei dem vierten Ausführungsbeispiel werden die Dichtung 13 und das Lager 11 hauptsächlich von dem Kältemittel geschmiert, das über die öffnung 6 in die Hilfsansaugkammer 104 eintritt. Der mit Hilfe des Durchlasses 235 vorgesehene Schmiereffekt ist äußerst vorteilhaft, wenn die (nicht dargestellte) Dichtungskammer, die die Dichtung 13 umschließt, unabhängig von der Hilfsansaugkammer 104 iuftdicht ausgebildet ist.

Bei dem vierten Ausführungsbeispiel sind somit in den beiden Stirnflächen 115 des Rotors 14 Dichtungsnuten 17 vorgesehen, und in den Seitenplatten 8 und 9 sind Durchlässe 234 und 235 ausgebildet, so daß die Dichtungsnuten 17 mit der kleinen Kammer 12 und der Hilfsansaugkammer 104 in Verbindung treten können, um die Lager 11 und 12 sowie die Dichtung 13 wirksam zu schmieren, und zwar durch das zurück in die Ansaugkammer 103 strömende Kältemittel. Dadurch wird die Lebensdauer der genannten beweglichen Tei'c erhöht.

Bei dem vierten Ausführungsbeispiel befindet sich in dem vorderen Gehäuseteil 2 außer der Hilfsansaugkammer 104 auch die Hilfsaustrittskarnmer 134. Da das hintere Gehäuseteil 3 weggelassen ist, weist der so ausgebildete Verdichter eine geringere Größe und ein geringeres Gewicht auf. Die Herstellungskosten für den Verdichter sind daher niedriger.

Entsprechend der Darstellung nach der F i g. 15 kann man die Dichtungsnuten 17 kreisförmig ausbilden, so d?ß c'is Durchlässe 234 und 235 andauernd mit den Dichtungsnuten in Verbindung stehen. Darüber hinaus kann man an jeder Stirnfläche des Rotors 14 eine Vielzahl konzentrischer Dichtungsnuten vorsehen. Mehrere Dichtungsnuten bewirken einen sog. Labyrintheffekt für das überströmende Gas. das von der Arbeitskammer

ω zurück zur Ansaugseite strömt.

SchUeßlicn besteht auch die Möglichkeit, wie es in der Fig. 16 dargestellt ist. die Dichtungsnuten 17 in den beiden Stirnflächen 115 des Rotors 14 über mehrere Durchlässe 117 miteinander zu verbinden, die sich axial durch den Rotor 14 erstrecken. Bei dem in der Fig. 16 dargestellten Ausführungsbeispiel sind das vordere und das hintere Gehäuseteil weggelassen. Der Durchlaß 235 ist in der Seitenplatte 8 ausgebildet und endet in unmit-

telbarer Nähe der Dichtung 13. Die Verbindungsbohrungen 31 sind in Form ringförmiger Nuten ausgebildet, die sich um den gesamten Umfang des mittleren Gehäuseteils 1 erstrecken, und zwar in jeder der beiden axialen Stirnflächen des mittleren Gehäuseteils. Die Öffnung 6, über die das Fluid in die Ansaugkammer 103 angesaugt wird, befindet sich in der Mitte der hinteren Seitenplatte 9. Die Öffnung 7, über die das komprimierte Fluid aus der Zylinderkammer tOl abgegeben wird, ist in einer der Abdeckungen 25 der Austrittskammern 131 vorgesehen.

An Hand der Fig. 17 und 18 werden im folgenden unterschiedliche Ausgestaltungen der Ansaugkanäle 21 und 22 im Rotor 14 erläutert.

Entsprechend der Darstellung nach der Fig. 17 enden die Mündungen 223 der Ansaugkanäle 21 und 22 in der Ansaugkammer 103 in einem Vorsprung 214, der auf der inneren Umfangsoberflüche des Rotors 14 ausgebildet ist. Von der inneren UiIIfUn⁰SObCr[IuCbC des ?Uintisch-zylindrischen Rotors aus ragen die Mündungen 223 radial nach innen in Richtung auf die Achse der Welle. Das bedeutet, daß die Wandung der Ansaugkammer zur Innenseite der Kammer hin an Stellen vorspringt, bei denen die Ansaugkanäle enden.

Entsprechend der Darstellung nach der Fig. 18 hat die innere Umfangsoberfläche des Rotors 14. die die Wand der Ansaugkammer 103 begrenzt, eine zylindrische Form. Anstelle des Vorsprungs 214 auf der inneren Umfangsoberfläche des Rotors 14 sind in die Ansaugkanäle 21 und 22 Rohre 23 eingepaßt, die sich in Richtung der Ansaugkammer 103 so erstrecken, daß ihre Mündungen 223 über die innere Umfangsoberfläche des Rotors 14 hinausragen.

Bei den nach den Fig. 17 und 18 ausgebildeten Verdichtern wird der ölgehalt des Kältemittels in der Ansaugkammer 103 infolge der Wirkung der Zentrifugalkraft von dem Kältemittel getrennt, wenn der Rotor 14 umläuft, und das öl schlägt sich auf der inneren Umfangsoberfläche des Rotors 14 nieder. Das abgetrennte öl wird im Falle einer elliptischen inneren Umfangsoberfläche des Rotors 14 entsprechend der Darstellung nach der Fig. 17 bei den Langachsenabschnitten gesammelt und wird im Falle einer kreiszylindrischen inneren Umfangsoberfläche des Rotors 14 entsprechend der Darstellung nach der F i g. 18 auf der gesamten inneren-Umfangsoberfläche in Form einer gleichmäßig dicken Schicht gesammelt.

Da bei den Ausführungsbeispielen nach den Fig. 17 und 18 die Mündungen 223 der Ansaugkanälc 21 und 22 in der Ansaugkammer 103 gegenüber der normalen inneren Umfangooberfläche des Rotors nach innen in Richtung auf die Achse der Welle 10 ragen, wird das abgetrennte öl nicht in die Arbeitskammer überführt. Erst wenn der Pegel des abgetrennten Öls auf der inneren Umfangsoberfläche des Rotors den Überstand der Mündungen 223 erreichen würde, käme es zu einem Abtransport des Öls in die Arbeitskammer. Somit wird das abgetrennte Öl in bequemer Weise den gleitenden Teilen zwischen den Rotonitirnflächen 115 und den Seitenplatten 8 und 9 zugeführt, und zwar unter der Einwirkung der Zentrifugalkraft und der Gleitbewegungen dieser Teile. Es findet somit eine wirksame Schmierung statt.

Die Menge an öl, die während des normalen Laufens in der Ansaugkammer 103 bleibt, kann man durch die Wahl der Länge des Überstands der Rohre 23 bzw. der Höhe des Vorsprungs 214 optimieren. Durch eine solche Optimierung ist es möglich, eine hinreichende Menge an Öl für Schmierzwecke in der Ansaugkammer zu halten, so daß gelegentliche Schwankungen in der zugeführten ölmenge ausgeglichen werden können. Solche Schwankungen können durch Änderungen des Kältemittelbe-

darfs oder durch Änderungen der Drehzahl des Verdichters hervorgerufen werden.

Falls in der Ansaugkammer eine übermäßig große Menge an öl gespeichert ist, kann das überschüssige öl über die Ansaugkanäle 21 und 22 in die Arbeitskammer

ίο abströmen. Dieses öl sorgt für eine wirksame Schmierung der Gleitstellen zwischen den Schiebern und dem Rotor 14.

Falls es durch eine drastische Herabsetzung des Drucks während der Zeit des Startens des Verdichters zu einer Schaumbildung des Kältemittels kommt, werden infolge der Wirkung der Schwerkraft das Öl und das Kältemittel ohne Verzögerung voneinander getrennt, so daß das öl in der Ansaugkammer 103 verbleibt. Folglich ist eine Flüssigkeitskompression kaum denkbar, und wahrend des Anlaufens des Verdichters wird eine unzureichende Schmierung mangels eines ölvorrats vermieden.

Bei den Ausführungsbcispielen nach den Fig. 17 und 18 ragen somit die Mündungen der Ansaugkanäle, über die die Arbeitskammer zwischen dem Rotor und dem mittleren Gehäuseteil mit der Ansaugkammer im Rotor in Vei bindung steht, über die innere Umfangsoberfläche des Rr'!ors in Richtung auf die Achse der Rotorwelle hinaus. Das vom Kältemittel in der Ansaugkammer ge-

JO trennte öl kann somit nicht unmittelbar in die Arbeitskammer gelangen. Somit herrscht in der Arbeitskammer nur ein geringer ölgehalt, ?«o daß die Volumeneffizienz des Verdichters verbessert und eine höhere Kühlwirkung der Kältemaschine erzielt wird. Darüber hinaus wird eine Flüssigkeitskompression vermieden, so daß die Bauteile des Verdichters und der Kältemaschine gegenüber einem Bruch geschützt sind. Drittens kommt noch hinzu, daß das in der Ansaugkammer gesammelte öl den Gleitstellen zwischen den Stirnflächen des Rotors und den Seitenplatten zugeführt wird, um dort die Schmierverhältnisse zu verbessern. Dadurch wird die Lebensdauer des Verdichters heraufgesetzt.

Infolge der Einwirkung der Zentrifugalkraft hat das Kältemittel in der Ansaugkammer die Tendenz, seine Dichte oder Konzentration mit zunehmendem Abstand von der Achse der Welle zu vergrößern. Die Dichte oder Konzentration des Kältemittels nimmt somit in Richtung auf die Umfangsoberfläche der Ansaugkammer zu. Darüber hinaus wird die Kälteerzeugungsieiso stung übermäßig hoch, wenn die Drehzahl des Verdichters hoch ist. Die Dichte des angesaugten KälUimittels wird somit besonders groß, wenn sich der Kompressor sehr schnell dreht und eine entsprechend hohe Zentrifugalkraft auftritt. Es besteht dann die Gefahr, daß eine übermäßig hohe Kälteerzeugungsleistung aufgebracht werden irnuß.

Das Auftreten einer übermäßig hohen Kälteerzeugungsleistung wird nach der Erfindung dadurch vermieden, daß die Mündungen der Ansaugkanäle nach innen in die Ansaugkammer ragen. Dadurch wird nicht nur der Strömungswiderstand des Kältemittels durch die Ansaugkanäle erhöht, sondern es wird auch das Ansaugen von Kältemittel geringer Dichte an von der Umfangsoberfläche der Ansaugkammer entfernten Stellen gestattet.

An Hand der Fi g. 19 bis 23 sollen im folgenden verschiedenartige Ausgestaltungen der Abdichtung zwischen den Langachsenabschnitten 15 und 16 des Rotors

14 und der inneren Umfangsoberfläche des mittleren Gehäuseteils 1 erläutert werden.

Wie man insbesondere der Fig. 19 entnehmen kann, ist in den Abdichtstellen des Rotors 14 eine Dichtungsnut 41 mit einem Dichtungselement 42 vorgesehen. Die Dichtungsnut 41 erstreckt sich in axialer Richtung des Rotors über die gesamte axiale Länge, mit Ausnahme zweier axialer Endabschnitte 40. Das Dichtungselement 42 in icder Dichtungsnut 41 hat eine Höhe, die gleich oder etwas kleiner als die Tiefe der Dichtungsnut 41 ist. Die obere oder radiale Außenfläche des Dichtungselementes 42 steht in gleitender Berührung mi· der inneren Umfangsoberfläche 102 des mittleren Gehäuseteils 1. Das Dichtungselement 42 kann aus einem Ethylenfluorid hergestellt sein, beispielsweise Ehtylendifluorid, Ethylentrifluorid oder Ethylentetrafluorid, oder aus einem Copolymer aus einem Ethylenfluorid und einer Vinylverbindung. beispielsweise Ethylen. Abweichend davon kann aber auch, wie es in der F i g. 23 dargestellt ist, das Dichtungselement 42 einen metallischen Kern 43 haben, der mit einem der oben erwähnten Harze überzogen ist.

Das Dichtungselement 42 weist an seiner vorderen Oberkante eine Schräge 45 auf, um ein stoßartiges Auftreffen auf dem Ende des Schiebers zu vermeiden. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Schräge 45 des Dichtungselementes 42 nicht vollständig aus der Dichtungsnut 41 herauskommt, selbst wenn das Dichtungselement 42 in der Dichtungsnut 41 seine oberste oder äußerste Stellung einnimmt. Die Abdichtungswirkung des Abdichtungsabschnitts des Rotors wird dadurch verbessert, daß der Abdichtungsabschnitt eine bogenförmige Form mit einer Krümmung hat, die im wesentlichen gleich der Krümmung der inneren Unifangswand 102 der Zylinderkammer ist, und zwar über einen Winkel λ, wie es in den F i g. 21 und 22 dargestellt ist. Wenn das Dichtungselement 42 entlang der inneren Umfangsoberfläche 102 der Zylinderkammer gleitet, wird das Dichtungselement durch die Zentrifugalkraft und durch einen Gegendruck gegen die innere Umfangsoberfläche 102 gedrückt, der abgeleitet von der Hochdruckseite über den feinen Spalt zwischen der Wand und der Seitenfläche des Dichtungselements 42 auf die Unterseite des Dichtungselementes 42 wirkt. Da die obere Außenfläche des Dichtungselementes 42 aus einem flexiblen Werkstoff besteht, der verschleißfest ist und gute Gleiteigenschaften aufweist, wird die Dichtungswirkung an den Abdichtungsstellen zwischen dem Rotor und der Zylinderkammer beträchtlich verbessert. Folglich wird eine hohe Kompressionseffizienz sichergestellt.

Wenn das Dichtungselement 42 den Schieber 224 passiert, kommt zunächst die Schräge 45 des Dichtungsclementes 42 mit dem Schieber 224 in Berührung, wie es in der F i g. 22 dargestellt ist und gleitet sachte über den Schieber. Der Schieber 224 stößt niemals an der Hinterseite der Dichtungsnut 41 an, da die radial nach innen gerichtete Bewegung des Schiebers durch die nicht genuteten axialen Endabschnitte 40 des Abdichtungsabschnitts des Rotors begrenzt wird. Das Dichtungselement 42 passiert somit den Schieber 224 in einer stoß- und ruckfreien Weise.

Obgleich es den Anschein hat daß die Dichtungswirkung infolge der beiden nicht genuteten axialen Endabschnitte 40 herabgesetzt ist ist dem zu entgegnen, daß das öl, das im Bereich dieser Endabschnitte den Seitenplatten 8 und 9 anhaftet, auf diese Stellen konzentriert wird und somit die nicht genuteten axialen Endabschnitte 40 des Rotors gegenüber der inneren Umfangsoberfläche der Zylinderkammer wirksam abdichtet

Bei dem erläuterten Ausführiingsbeispiel wurde somit die Dichtung /wischen der äußeren Umfangsoberfläche des Rotors und der inneren Umfangsoberfläche des mittleren Gehäuseteils beträchtlich verbessert, was zu einer entsprechenden Anhebung der Kompressionseffizienz und der Kälteerzeugungseffizienz führt.

Da die Verbesserung der Abdichtungswirkung hauptsächlich durch das im Abdichtungsabschnitt des Rotors vorgesehene Dichtungselement erzielt wird, kann man den Rotor mit einer relativ großen Toleranz herstellen. Aufgrund der getroffenen Konstruktion treten Stoßgeräusche durch das vorgesehene Dichtungselement nicht auf. Die Lebensdauer wird beträchtlich erhöht. Die erläuterten Ausführungsbeispiele sollen die erfin dungsgemäße Lehre nicht einschränken. Unter Bezug nahme auf die folgenden Ausführungen wird aufgezeigt, daß zahlreiche verschiedenartige Abwandlungen und Modifikationen möglich sind:

(a) Entsprechend der Darstellung nach F i e. 24 kann man in den Austrittskammern 131 bis 133 mit Hilfe einer bogenförmigen Blattfeder 37 die Rückschlagklappe und den zugeordneten Anschlag niederdrücken und an ihrem Platz halten. Auf diese Weise wird die Montage und das Auswechseln der Rückschlagklappe 27 beträchtlich erleichtert.

(b) Es besteht die Möglichkeit, dem Rotor 14 einen kreisförmigen Querschnitt zu geben, wie es in der F i g. 25 dargestellt ist, und zwar in einer solchen Weise, daß nur ein Abschnitt der äußeren Umfangsoberfläche 114 des Rotors 14 mit der inneren Umfangsoberfläche 102 der Zylinderkammer 101 eine gasundurchlässige Gleitdichtung bildet. In diesem Falle benötigt man nur einen einzigen Ansaug- kanal 121 im Rotor 14. Der Schieber 224 und der Austrittskanal 126 sind in der Zylinderkammer jeweils zweimal vorgesehen. Eine solche Anordnung führt zu einer sehr einfachen Konstruktion und erleichtert die Herstellung. Bei diesem Beispiel ist der Rotor 14 exentrisch in bezug auf die Achse 201 der Rotorwelle 10 auszubilden.

(c) Der Rotor 14 kann auch eine im wesentlichen dreieckförmige Gestalt mit abgerundeten Ecken haben, wie es in der F i g. 26 dargestellt ist. In diesem Fall hat der Rotor 14 drei Langachsenabschnitte 338, 339 und 340 , die eine gasundurchlässige Gleitdichtung mit der inneren Umfangsoberfläche 102 der Zylinderkammer 101 bilden. Im Rotor sind an Stellen unmittelbar hinter den Langachsenabschnitten

so 338 bis 340 erste bis dritte Ansaugkanäle 341, 342 und 343 vorgesehen. Entlang der inneren Umfangsoberfläche 102 der Zylinderkammer 101 befinden sich in Abständen von jeweils 90° vier Schieber 224,225,226 und 227. Austrittskanäle 126,127,128 und 129 sind unmittelbar hinter den Schiebern 224 bis 227 angeordnet Diese Konstruktion ermöglicht die Kompression eines größeren Volumens an Kältemittel als die anderen erläuterten Ausführungsbeispiele. Eine thermische Verformung des Rotors 14 und der Zylinderkammer 101 infolge einer örtlichen Erwärmung oder Abkühlung wird noch mehr vermindert. Grundsätzlich ist es möglich, dem Rotor 14 einen beliebigen vieleckigen Querschnitt zu geben, so daß der Rotor auch vier oder noch mehr Langachsenabschnitte aufweisen kann. In einem solchen Falle ist auch die Anzahl der Ansaugkanäle. Schieber und Austrittskanäle entsprechend zu er höhen.

25

f| (d) Die Versorgung mil dem Schmieröl kann mit Hilfe

;;■> einer ölpumpe und einer ölsreserve noch effizien-

w: ter und in einer noch mehr konzentrierten Weise

■"•i vorgenommen werden.

ij$ (e) Obgleich der erfindungsgemäße Verdichter unter

<ß Bezugnahme auf einen Verdichter zum Kompri-

'.: mieren des Kältemittels in der Klimaanlage eines

ι'=; Fahrzeugs erläutert wurde, kann der beschriebene

§ Verdichter auch für verschiedenartige andere

q> Zwecke verwendet werden, beispielsweise zum

M Komprimieren oder Verdichten von verschiedenen

i":; gasförmigen Medien und sogar Flüssigkeiten.

)"· Obgleich die Erfindung an Hand bevorzugter beson-

vi derer Beispiele erläutert wurde, sollen diese Ausfüh-

j|! rungsbeispiele die Erfindung nicht einschränken. Im

'ig Rahmen der erfindungsgemäßen Lehre sind zahlreiche

jfö weitere Abwandlungen und Modifikationen möglich.

Hierzu 14 Blatt Zeichnungen

JO

J5

40

50

55

bO

Claims (16)

Patentansprüche:

1. Rotationsverdichter enthaltend: eine durch das Mittenteil eines zylindrischen Gehäuses begrenzte Zylinderkammer, die an ihren beiden axialen Enden durch jeweils eine Seitenplatte des Gehäuses abgeschlossen ist,

einen in der Zylinderkammer angeordneten, wenigstens mit einem Langachsenabschnitt versehenen Rotor, der an seinem Langachsenabschnitt in Zusammenarbeit mit der inneren Umfangsoberfläche der Zylinderkammer einen Dichtungsbereich zwischen der Zylinderkammer und dem Rotor vorsieht und der während seiner Drehbewegung in einer gas- is dichten Gleitberührung mit den Seitenplatten steht, eine im Rotor ausgebildete Ansaugkammer, in die ein zu komprimierendes, außerhalb des Gehäuses befindliches Gas gesaugt wird.

eine die Anzahl der Langachsenabschnitte des Rotors überjuigende Anzahl von Schiebern, die im Mittenteil des Gehäuses angeordnet sind und deren innere Enden in gleitender Berührung mil der äußeren Umfangsoberfläche des Rotors stehen und auf diese Weise die Zylinderkammer in wenigstens zwei Arbeitskammern unterteilen,
wenigstens einen durch die Wandung des Rotors geführten Ansaugkanal, der die Verbindung zwischen der Ansaugkammer und einer der Arbeitskammern herstellt, wenn das Fluid in die Arbeits- kammer gesaugt wird, und

eine der Anzahl der Arbeitskammern entsprechende Anzahl von Austrittskanäler zur Abfuhr des in den Arbeitskammern verdichteten Gases auf die Außenseite des Gehäuses, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ansaugkammer (103) im Inneren des Rotors (14) von der einen Seitenplatte (8) bis zur anderen Seitenplatte (9) des Gehäuses erstreckt, und daß die Ansaugkanäle (21, 22) in der Rotorwandung an einer solchen Stelle vorgesehen sind, daß sie sich bei einer durch die Drehbewegung des Rotors (14) bewirkten maximalen Ausdehnung des Volumens *;iner der Arbeitskammern (141, 144, 145) zwischen dem in der Drehrichtung des Rotors die Vorderseite der Arbeitskammer begrenzenden Schieber (224, 225, 226) und dem zugeordneten l.angachsenabschnitt des Rotors befinden,

die mit je einem Rückschlagventil oder einer Rückschlagklappe (29) ausgerüsteten Austrittskanäle (126, 127, 128) unter Ausschluß des Rotors (14) im Gehäuse unmittelbar vor den Schiebern (224, 225, 226) ausgebildet sind, die sich ihrerseits bei einer durch die Drehbewegung des Rotors bewirkten maximalen Ausdehnung des Volumens einer der Arbeiiskammern in der Drehlichtung des Rotors gesehen an der Vorderseite der Arbeitskammer befinden, und

die Anzahl der Schieber (224, 225, 226) um eins größer als die Anzahl der Langachsenabschnitte (15,16) bo des Rotors (14) ist.

2. Rotationsverdichier nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Vorderseite des Gchäusemittcnteils (1) ein Vordergchiiuse (2) oder auf der HinterscitedcsGeh;iusemiitentcils(l)cin Hintergc- bo hiiuse (.3) angebracht ist und daß in dem Voiiler- oder !untergehäuse eine llilfsansatigkaiiimer (104) zur Zufuhr des Gases in die Ansuunkammer (103) des Rotors (!4) und eine Hiifsaustrittskammer (134) zur Abfuhr des von den Arbeitskammern ausgestoßenen Gases ausgebildet sind,

3. Rotationsverdichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hilfsansaugkammer (104) zur Abdichtung der Eingangsseite der Rotorwelle (10) eine Dichtung (13) auf der Rotorwelle angeordnet ist.

4. Rotationsverdichter nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (14) eine elliptisch-zylindrische Gestalt mit zwei Langachsenabschnitten 15 und 16) hat und die Ansaugkanäle (21, 22) in zwei Abschnitten des Rotors (14) ausgebildet sind und daß drei Schieber (224, 225, 226), die jeweils um 120° gegeneinander versetzt sind, die Zylinderkammer (101) in drei Arbeitskammern (141 , 144,145) teilen.

5. Rotationsverdichter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Langachsenabschnitte (15,16) eine bogenförmige äußere Umfangsoberfläche (215, 216) mit einer Krümmung aufweist, die im wesentlichen gleich der Krümmung der inneren Umfangsoberflächc (102) der Zylinderkammer (101) ist. und daß der Ansaugkanal (21 in Fig.3) in der Rolorwandung an einer solchen Stelle angeordnet ist. daß er sich im Falle maximaler Ausdehnung des Volumens einer Arbeitskammer zwischen dem hinteren Ende (111 Γη F i g. 3) der bogenförmigen äußeren Umfangsoberfläche (215 in F i g. 3) des Langachscnabschnitts des Rotors und dem Schieber (226 in Fig.3) belindvt, der der bogenförmigen äußeren Umfangsoberfläche(215 in F i g. 3) am nächsten ist.

6. Rotationsverdichter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ansaugkanal (21, 22) unmittelbar hinter dem hinteren Ende der entsprechenden bogenförmigen äußeren Umfangsoberfläche (2115,216) mündet.

7. Roiationsverdichter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ansaugkanal (21, 22) unmittelbar vor dem genannten Schieber (226 in F i g. 3; 225 in F i g. 5d) mündet.

8. Rotationsverdienter nach Anspruch 4 oder 5. dadurch gekennzeichnet, daß jeder Ansaugkanal (21, 22) so ausgebildet ist, daß er sich über eine Strecke zwischen dem hinteren Ende des Langachsenabschnilts (15, 16) oder dem hinteren Ende (111) der bogenförmigen äußeren Umfangsoberfläche (215, 216) des Rotors (14) und demjenigen Abschnitt des Rotors (14) a-jsdehnt. der dem Schieber (226 in F i g. 3; 225 in F i g. 5d) gegenübersteht.

9. Rotationsverdiener nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansaugkanal eine langgestreckte Gestalt hat. die sich vom hinteren Ende (111) der bogenförmigen äußeren Umfangsoberfläche (215) bis zu dem Rotorabschnitt gegenüber dem Schieber erstreckt.

10. Rotationsverdichter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansaugkanal (21, 22) aus einer Vielzahl voneinander unabhängiger Kanäle (121, 122) besteht, die zusammengenommen einen Bereich erfassen, der sich von dem hinteren Ende (fit) der bogenförmigen äußeren Umfangsoberfläche (215) des Rotors bis zu dem dem Schieber gegenüberstehenden Rotorabschnitt erstreckt.

11. Rotationsverdichier nach einem der vorstehenden Ansprüche.dadurch gekennzeichnet.dall hei einer elliptischen Uiniangsform des Rolors (14) die Mittel /um Zuführen von Schmieröl zu den Gleit-

stellen zwischen den Seitenplatten (8, 9) und den Stirnflächen (115) des Rotors (14) insbesondere zu den Bereichen bei den Langachsenabschnitten (15, 16) des Rotors (14), durch eine elliptische Gestalt der inneren Umfangsoberfläche (116) des Rotors (14) gebildet sind, die der elliptischen äußeren Umfangsoberfläche (114) des Rotors (14) gut angepaßt ist, wobei die elliptische Gestalt der inneren Umfangsoberfläche (116) des Rotors (14) die Ansammlung von Schmieröl in den Bereichen bei den Langachsenabschnitten (15,16) des Rotors (14) erleichtert.

12. Rotationsverdichter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei jedem der beiden Langachsenabschnitte (15, 16) ein Ansaugkanal (21, 22) ausgebildet ist und daiS die innere Mündung (223) jedes Ansaugkanals nach innen in die Ansaugkammer (103) vorspringt.

13. Rotationsverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens an dem einen der beiden Enden der die Ansaugkammer (103) begrenzenden inneren UmfangsoberRäthe (116) des Rotors (14) eine ökasehc- (20. 151; 152; 154) vorgesehen ist, die derart ausgebildet ist, daß sie das in dem Fluid enthaltene öl speichert, um die Gleitstellen zwischen den Seitenplatten (8,9) und den Stirnflächen (115) des Rotors (14) mit Schmieröl zu versorgen.

14. Rotationsverdichter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Enden der Ansaugkammer (103) öltaschen (20,151; 152; ISi) vorgesehen sind, die sich ringförmig um den gesamten Umfang der inneren Umfangsoberfläche (116) der Ansaugkammer (103) erstrecken.

15. Rotationsverdichter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichet, daß die öltasche (20,151) eine abgestufte Form hat.

16. Rotationsverdichter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl voneinander unabhängiger Öltaschen (20 in F i g. 8) auf jeder Seite der inneren Umfangsoberfläche der Ansaugkammer (103) vorgesehen ist.