DE3510528A1 - Schraubenverdraengermaschine - Google Patents

Description

etwa 75 μπι bewegen. Dies ist in Fig. 4 dargestellt, die einen Schnitt des Schiebers von Fig. 1 mit ausgezogenen Linien bei der Anlage im Bereich der Nut und mit gestrichelten Linien in Anlage an den gegenüberliegenden Bereich der Nut zeigt. Dies hat zur Folge, daß die Fläche 9 so vertieft werden muß, daß der Schieber auch in der Position 9" den Schraubenläufer nicht berührt; damit ergibt sich aber ein beträchtliches Spiel zwischen dem Schieber und dem Schraubenläufer, wenn sich der Schieber in der Position 9' befindet, was zu einer Leckströmung und zu einem Wirkungsgradverlust von mehreren Prozent führt.

Aus Fig. 4 ist zu erkennen, daß bei einem bogenförmigen Querschnitt zwischen dem Schieber und seiner Nut Durchlässe 17,18 vorhanden sind; diese Durchlässe führen ebenfalls zu Leckströmungen und haben nachteilige Auswirkungen auf den Wirkungsgrad.

Diese Nachteile werden noch verstärkt, weil das in Frage kommende Spiel eine ungenaue Winkelposition des Schiebers mit sich bringt, der dadurch beispielsweise in der Ausführung von Fig. 2 um seinen Keil schwingen kann, so daß aus Sicherheitsgründen ein noch größeres Spiel als das in Fig. 4 dargestellte Spiel notwendig ist.

Aus ähnlichen Gründen, wie sie für den Schieber 7 angegeben wurden, muß auch die Fläche 12 des Gleitschuhs 10 von Fig. 1 ein gewisses Spiel bezüglich des Lagerhalters 3 aufweisen, was zu einem verstärkten Vertiefen der Fläche 9 führt, damit eine Berührung zwischen dem Schieber und dem Schraubenkörper beim Drehen verhindert wird.

Diese Wirkungen können reduziert werden, indem der Umfassungswinkel der Nut um den Schieber so groß wie möglich gemacht wird, oder indem in anderen Worten für einen gegebenen Durchgangsquerschnitt des Schiebers im Gehäuse — proportional zur Breite der Fläche 9, die ihrerseits eine Folge der Strömungsgeschwindigkeits- und Druckabfallbedingungen ist — der Durchmesser der Nut und der entsprechende Querschnitt des Schiebers so groß wie möglich gemacht werden.

Dies führt nicht nur zu einer bedeutenden Vergrößerung des Platzbedarfs, sondern auch zu sehr hohen Axialdrücken auf den Schieber (weil bekanntlich ein Ende des Schiebers dem hohen Druck und das andere Ende des Schiebers dem niedrigen Druck ausgesetzt ist), die üblicherweise durch eine Vergrößerung der Abmessungen der den Schieber betätigenden Kolben kompensiert werden müssen.

Die mit Hilfe der Erfindung zu schaffende Schraubenverdrängermaschine, beispielsweise Kompressionsoder Expansionsmaschine, mit wenigstens einem Schraubenläufer mit Gewindenuten und Gewindestegen, der drehbar in einer Bohrung eines Gehäuses gelagert ist, wenigstens einem mit dem Schraubenläufer in Kämmeingriff stehenden Rotorelement, das in den Schraubennuten Kammern mit variablem Volumen bildet, wenigstens einem Niederdruckraum und wenigstens einem Hochdruckraum in dem Gehäuse beiderseits des Schraubenläufers und wenigstens einer mit eo dem Hochdruckraum und dem Niederdruckraum in Verbindung stehenden Nut, die in dem Gehäuse längs der Bohrung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß eine ortsfeste Trennwand in der Nut den Hochdruckraum und den Niederdruckraum voneinander trennt, daß zwischen einem freien Ende der Trennwand und dem Schraubenläufer ein Raum vorgesehen ist, daß in dem Raum ein Schieber verschiebbar angebracht ist, der wenigstens während eines Teils seiner Bewegung auf einer Seite mit dem freien Ende der Trennwand und auf der anderen Seite mit dem Schraubenläufer in einem im wesentlichen ausströmdichten Kontakt steht, und daß Mittel vorgesehen sind, die den Schieber an der Trennwand festhalten.

Diese Maschine ermöglicht eine Anzahl bemerkenswerter Ergebnisse:

— bei dieser Maschine wird praktisch das gesamte in radialer Richtung und in Winkelrichtung mögliche Spiel beseitigt, ohne daß engere Fertigungstoleranzen erforderlich sind. Die Fläche des Schiebers, die mit dem Schraubenläufer oder mit den Schraubenläufern zusammenwirkt, kann auf dem gleichen Zylinder wie die Bohrung des Gehäuses liegen, indem sich der eine oder die mehreren Schraubenläufer drehen. Demnach kann diese Fläche des Schiebers an Ort und Stelle gleichzeitig mit der oder den Bohrungen des Gehäuses maschinell hergestellt werden.

— Es läßt sich nahezu jedes Spiel zwischen dem Schieber und seiner Nut beseitigen, was die Abströmverluste verringert.

Diese beiden Ergebnisse führen zu einer beträchtlichen Verbesserung des Wirkungsgrades insbesondere bei einem Einschraubenkompressor mit einem Schraubenläuferdurchmesser von 140 mm, der mit 3000 U/min läuft und Kühlmittel 22 ohne Öleinspritzung verdichtet; die Verbesserung des isentropischen Wirkungsgrades kann bei den bei Wärmepumpen üblichen höheren Druckverhältnissen 10% überschreiten.

Die Erfindung ermöglicht außerdem eine Reduzierung der Querschnittsfläche des Schiebers und somit des auf den Schieber einwirkenden Axialdrucks sowie folglich der Größe der Kolben oder der anderen Betätigungsvorrichtungen des Schiebers.

Da die Reibflächen in ihrer Größe verringert werden und außerhalb des Gehäuses hergestellt werden können, so daß sie ohne weiteres mit einer ausgezeichneten Oberfläche versehen werden können, kann der Schieber mit sehr geringen Druckdifferenzen arbeiten. Dies ist bei Wärmepumpen zur Reduzierung der Dauer des Abtauvorgangs von Interesse, wie anschließend noch genauer erläutert wird.

Schließlich werden keine Einstell- und Haltemittel wie der Gleitschuh 10 von Fig. 1 mehr benötigt. Somit weist die Nut beiderseits des Schiebers freie Abschnitte auf, die bedarfsweise Hilfsschieberelemente aufnehmen können, mit denen insbesondere die Kapazität und das Kompressionsverhältnis unabhängig verändert werden können.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die weiteren Figuren der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 5 einen Schnitt eines Schiebers gemäß der Erfindung längs einer Axialebene eines Einschraubenkompressors,

Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie VI-VI' von Fig. 5,

Fig. 7 eine Teilansicht längs des Pfeils VII von Fig. 6 von der Innenseite des Gehäuses her nach Entnehmen des Schraubenläufers,

Fig. 8 eine andere Ausführungsform der Anordnung von Fig. 6,

Fig. 9, Fig. 10 und Fig. 12 Schnittansichten drei weiterer Ausführungsformen der Erfindung längs einer Axialebene des Schraubenläufers,

Fig. 11 einen Schnitt längs der Linie XI-XF von Fig. 10,

Fig. 13 eine Explosionsansicht der Ausführungsform von Fig. 12,

Fig. 14 einen senkrecht zur Achse der Schraubenläufer und längs der Ebene XIV-XIV von Fig. 15 ausgeführten Schnitt einer Anordnung nach der Erfindung in einem Doppelschraubenkompressor,

Fig. 15 einen Teilschnitt des Schiebers und seines Halters längs der Linie XV-XV von Fig. 14,

Fig. 16 einen längs der Axialebene eines Einschraubenkompressors ausgeführten Schnitt einer Alternative zur Ausführung von Fig. 12 mit einem Hilfsschieber,

Fig. 17 eine Ansicht des Schiebers und des Hilfsschiebers von Fig. 16 von der Gehäuseinnenseite aus gesehen,

Fig. 18 eine weitere Alternative zur Ausführung von Fig. 12 mit einer anderen Anordnung der Haltemittel,

Fig. 19 die Verwirklichung der Ausführung von Fig. 18, wenn sich der Schieber in einer Endposition befindet, in der die Kapazität Null möglich ist, und

Fig. 20 eine perspektivische Ansicht des Schiebers der Fig. 18 und 19.

Fig. 5 zeigt einen Teilschnitt längs der Achse 20 eines Einschraubenkompressors. Im Gehäuse 21 ist eine Bohrung 22 angebracht, in der sich ein Globoid-Schraubenläufer 23 mit mehreren Schraubengängen um die Achse 20 dreht; die Schraubengänge des Schraubenläufers stehen in bekannter Weise mit wenigstens einem Ritzel 24 in Kämmeingriff, das im Schnitt von Fig. 6 teilweise dargestellt ist. Das Ritzel dreht sich um eine Achse 25 (Fig. 5), deren Projektion auf die Ebene der Fig. 6 bei 26 dargestellt ist.

Im Gehäuse 21 ist eine Nut 27 angebracht, die die Form eines Zylinders mit einem teilweise kreisförmigen Querschnitt hat (Fig. 6). Diese Nut steht auf einer Seite über einen Kanal 28 mit dem die Achse des Ritzels umgebenden Raum 29 in Verbindung, der seinerseits über einen nicht dargestellten, jedoch an sich bekannten Kanal im Gehäuse mit dem niedrigen Druck auf der anderen Seite in Verbindung steht; im Raum 100 herrscht dabei der hohe Druck vor. In der Nut ist mit Hilfe einer Halteschraube 31 eine Trennwand 30 am Gehäuse befestigt. Diese Trennwand trennt den im Raum 100 vorherrschenden Druck von dem auf der anderen Seite vorherrschenden niedrigen Druck ab.

Da es aus den bereits im Zusammenhang mit dem Spiel des Schiebers erwähnten Gründen nicht möglich ist, die Trennwand 30 so herzustellen, daß sie exakt mit dem Durchmesser der Nut 27 zusammenpaßt, ist es zweckmäßig, bei der Montage einen Klebstoff, beispielsweise den unter der Bezeichnung LOCTITE vertriebenen Klebstoff zwischen die Flächen der Trennwand 30 um des damit in Kontakt stehenden Gehäuses einzufügen, damit eine vollständige Abdichtung längs des kreisförmigen Umfangs der Trennwand 30 gewährleistet wird.

Wie die Fig. 5 und 6 zeigen, in denen ein Schnitt längs der Linie VI-VI' der Fig. 5 und 7 (einer Ansicht von der Gehäuseinnenseite längs des Pfeils VII von Fig. 6) dargestellt ist, weist der Schieber 32 bei Betrachtung vom Gehäuseinneren her (Fig. 7) eine insbesondere aus der FR-PS 23 21 613 bekannte Form auf.

Der Schieber 32 besitzt eine Rückfläche 33, die mit einem freien Ende 34 der Trennwand 30 in Eingriff steht. Der Schieber 32 wird mit Hilfe von Kompensationsoder Haltemitteln gegen die Trennwand gedruckt ge- halten, die im Beispiel von Fig. 5 aus zwei Schenkeln 35 und 36 bestehen, die mittels Schrauben 37 und 38 am Schieber befestigt sind und einstückig mit einer Stange 39 ausgebildet sind, die durch ein Loch 39 in der Trennwand 30 verschiebbar gehalten ist.

Ein im Gehäuse angebrachter Kolben 41 ermöglicht es, den Schieber zu bewegen.

Es ist zu erkennen, daß das Spiel und somit die undichten Stellen im Vergleich zu den Fig. 1 und 4 beträchtlich reduziert worden ist. Das einzig verbleibende Spiel ist das seitliche Spiel zwischen dem Schieber 32 und der Nut 27, das jedoch offensichtlich nur ein kleiner Bruchteil des Spiels 17 und des Spiels 18 von Fig. 4 ist. Der Vollständigkeit halber sei bemerkt, daß das Spiel zwischen den Haltemitteln eine Teilbaugruppe betrifft, die außerhalb des Kompressors mit der gesamten erforderlichen Genauigkeit zusammengebaut werden kann, bevor sie in der Nut 27 mittels der Schraube 31 befestigt wird.

Ferner sei bemerkt, daß sich der Schieber 32 dank dieser Ausgestaltung weder drehen noch gegen das Gehäuse bewegen kann. Somit ist es möglich, die abschließende maschinelle Bearbeitung der Vorderfläche 99 des Schiebers, die einen im wesentlichen leckdichten Kontakt mit dem Schraubenläufer bilden muß, gleichzeitig mit der Bohrung 22 des Gehäuses ausgeführt werden kann.

Deshalb ist es möglich, das Spiel zwischen der Fläche 99 des Schiebers und dem Schraubenläufer gleich dem Spiel zwischen dem Gehäuse und dem Schraubenläufer zu machen; im Falle eines Schraubenläuferdurchmessers von 140 mm bedeutet dies ein Betriebsspiel, das 30 μπι nicht überschreitet, also wenigstens zwei- oder dreimal kleiner als das bei den Ausführungsformen der Fig. 1 bis 4 erforderliche Spiel ist.

Der auf den Schieber einwirkende axiale Druck ist der Druckdifferenz zwischen dem hohen und dem niedrigen Druck und der Querschnittsfläche des beweglichen Teils, d.h. der Fläche zwischen den Stirnflächen 33 und 99 zuzüglich dem Querschnitt der Achse 39 proportional.

Da diese Querschnittsfläche wesentlich kleiner als die Querschnittsfläche der Nut 27 ist und letztere gleich der Querschnittsfläche eines Schiebers gemäß Fig. 1 ist, ergibt sich eine Reduzierung des auf den Schieber einwirkenden Axialdrucks proportional zur Verkleinerung der Querschnittsflächen. Aus diesem Grund kann der Querschnitt des den Schieber betätigenden Kolbens 41 beträchtlich reduziert werden.

Da die Reibflächen ebenfalls verkleinert worden sind, da die reibenden Teile maschinell bearbeitet werden und außerhalb des Kompressors montiert werden können und weil ein einfaches Fräsen angewendet werden kann, können ausgezeichnete Oberflächenbedingungen und bessere Reibungskoeffizienten erzielt werden; die zur Überwindung dieser Reibung erforderliche Kraft kann ebenfalls kleiner als bisher gemacht werden.

Dies führt zu einem wichtigen Ergebnis bei Wärmepumpen, indem die Dauer des Abtauzyklus herabgesetzt wird. Bekanntlich wird eine Wärmepumpe im allgemeinen dadurch abgetaut, daß die Wirkungen des Verdampfers und des Kondensators vertauscht werden. Im Zeitpunkt der Umschaltung ergibt dies ein Gleichgewicht der zuströmseitigen und der abströmseitigen Drücke; die Druckdifferenz wird jedoch gewöhnlich zum Betätigen der Schieber verwendet, um diese nach dem Umschalten des Verdampfers und des Kondensators aus der Kompressor-Teillastposition in die Kompressor-Vollastposition zu bringen; die Kompressor-Vollastposition ist dabei natürlich diejenige, bei der die maximale Abtauwärme erzeugt wird.

Je größer der zum Bewegen des Schiebers aus der Teillastposition in die Vollastposition zu überwindende Widerstand ist, desto langer arbeitet der Kompressor im Teillastbetrieb, was in der Praxis die Dauer des Abtauvorgangs, während der die Wärmepumpe nicht verfügbar ist, um den gleichen Betrag verlängert.

Nach der Erfindung sind die Mittel zum Festhalten und winkelmäßigen Verriegeln des Schiebers in dem durch die Reduzierung der Schieberdicke freigelassenen Raum zwischen dem Schieber und dem Boden der Nut untergebracht. Erweiterungen wie der Gleitschuh tO von Fig. 1 werden daher nicht mehr benötigt, so daß diese Seite des Schiebers frei bleibt, was die Verwirklichung anderer unabhängiger beweglicher Teile ermöglicht, die neue Funktionen erlauben, wie anschließend noch zu erkennen sein wird.

Bei der Erfindung ist es nicht erforderlich, daß die Trennwand 30 herausgenommen werden kann und daß die Nut 27 zylindrisch und kreisförmig ist.

Die Trennwand könnte durch Gießen einstückig mit der Nut 27 ausgebildet werden. Es würde dann genügen, gemäß Fig. 8 nur die freie Stirnfläche 34' der Trennwand und die Seitenwände 42 und 43 des Schieberkanals maschinell zu bearbeiten. Dabei ist es nicht einmal mehr notwendig, daß die Stirnfläche 34' eben ist; es sind auch andere Formen möglich, wenn die Fläche 33 des Schiebers entsprechend profiliert ist.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung sind in den Fig.9 bis 13 dargestellt; sie unterscheiden sich von der Ausführungsform der Fig. 5 und 6 dadurch, daß die Haltemittel des Schiebers nicht durch die Trennwand geführt sind, so daß dadurch die Notwendigkeit der Schaffung einer genauen Fassung der Stange 39 und des Lochs 40 oder die Möglichkeit von Lecks für den Fall einer schlechten Passung eliminiert werden.

In Fig. 9 ist die Trennwand 30a einstückig mit einer Stange 44 ausgebildet, an der ein mit einer Bohrung versehener und einstückig mit dem Schieber 32a ausgebildeter Bügel 45 verschiebbar angebracht ist.

Der Druck des komprimierten Gases erzeugt einen Schub in Richtung des Pfeils 47, so daß es nur erforderlich ist, auf der Hochdruckseite Haltemittel vorzusehen, wo die resultierende der Schubkräfte versucht, den Schieber von der Trennwand abzuheben.

Es ist dennoch zweckmäßig, die Stange 44 durch eine Schiene 48 (Fig. 10 und Fig. 11) zu ersetzen, die bündig mit der Fläche 346 des Schiebers abschließt. Der Schieber 326 ist längs der Schiene 48 beweglich. Der Schieber wird mittels einer Klemmvorrichtung 50, die längs der vom Schieber abgewandten Innenseite gleitet, in Anlage an die Schiene gehalten. Das Verlängern der Schiene 48 mittels einer Schiene 49 in Richtung zur Niederdruckseite und das Zurückziehen des Schiebers durch eine weitere Klemmvorrichtung 51 ist damit nicht aufwendig. Da die Fläche 346 der Schiene maschinell bearbeitet worden ist, beispielsweise gefräst, kann auch die Gegenfläche der Schiene einfach gefräst werden.

Eine ähnliche Anordnung ist in den Fig. 12 und 13 dargestellt, die sich von der Anordnung von Fig. 10 durch eine verbesserte Steifigkeit unterscheidet. Diese verbesserte Steifigkeit wird dadurch erhalten, daß die Enden der Schiene mit Hilfe von Stirnflanschen 52 und 53 am Gehäuse befestigt werden, die im dargestellten Beispiel mit der gleichen Form wie die Trennwand 30c angegeben sind, jedoch keine Abdichtfunktion zwischen der Hochdruckseite und der Niederdruckseite haben, so daß sie auch auf einfache Stützpfosten reduziert werden könnten.

Die Steifigkeit wird außerdem dadurch erhalten, daß beiderseits der Trennwand nicht eine, sondern zwei Schienen 54a, 546 und 55a, 556 angebracht werden.

Die Abstandsglieder 56 und 57, die den Ort der Klemmvorrichtungen 58 und 59 festlegen, können gemeinsam mit den Schienen 54 und 55 gefräst werden, damit sie exakt mit der gleichen Dicke hergestellt werden.
Während der Montage wird ein Tropfen einer Flüssigkeit, beispielsweise ein Tropfen des im Handel erhältlichen Klebstoffs LOCTITE, zwischen die Abstandsglieder und die Klemmvorrichtungen eingefügt, so daß auf sehr einfache und billige Weise ein Spiel von einigen Mikron zwischen der Klemmvorrichtung und der Schiene erhalten werden kann, was die Gleitbewegung der Anordnung mit einem in bezug auf den Schraubenläufer praktisch auf Null reduzierten Radialspiel ergibt.

Fig. 14 zeigt einen längs der Linie XIV-XIV von Fig. 15 ausgeführten Schnitt des Gehäuses eines mit einem erfindungsgemäßen Schieber ausgestatteten Doppelschraubenkompressors.

Ein Schraubenläufer ist in einer Bohrung 61 eines Gehäuses 60 drehbar gelagert. Die Gewindegänge des Schraubenläufers stehen mit den Gewindegängen eines zweiten, in einer zweiten Bohrung 62 drehbar gelagerten Schraubenläufers in Kämmeingriff.

Eine dritte Bohrung 63 bildet eine Nut, in der eine Trennwand 64 befestigt ist. Die Trennwand 64 ist einstückig mit zwei Schienenpaaren 65 und 66 (Fig. 14) oder 67 (Fig. 15) verbunden, die beiderseits der Trennwand angebracht sind.

Der Schieber 68 weist zwei Flächen 69 und 70 mit einem teilkreisförmigen Querschnitt auf, die an die Schraubenläufer angrenzen und mit den Gewindestegen der Schraubenläufer ausströmdicht in Kontakt stehen; ferner weist der Schieber eine mit der freien Endfläche 72 der Trennwand 64 in Kontakt stehende Fläche 71 auf.
Zur Vergrößerung der Steifigkeit kann ein Interesse daran bestehen, die entfernten Enden der Schienen, beispielsweise der Schienen 65 und 66, über einen Flansch, beispielsweise den Flansch 73, mit dem Gehäuse zu verbinden.
Abstandsglieder 75 und 76 und Klemmvorrichtungen 77 und 78 wirken als Haltemittel für den Schieber; sie gewährleisten wie im Fall von Fig. 13, daß das Spiel des Schiebers auf seiner Schiene praktisch Null ist.

Fig. 16 zeigt eine Alternativausführung zur Ausführung der Fig. 12 und 13. Der in der Nut freigehaltene Raum ermöglicht es, an den gleichen Schienen einen zweiten Hilfsschieber 80 zu befestigen, der mit Hilfe der gleichen Anordnung wie der Hauptschieber 32c, d.h. mittels Abstandsgliedern 81 und Klemmvorrichtungen 82, gegen die Schienen gehalten werden kann.

Dieser Hilfsschieber kann entweder die in Fig. 17 mit ausgezogenen Linien dargestellte Position einnehmen oder mit Hilfe eines Betätigungskolbens 83 in die mit gestrichelten Linien bei 84 angegebene Position bewegt werden.

In dieser Position wirkt der Hilfsschieber als eine Erweiterung des Schiebers 32c, wodurch das Kompressionsverhältnis vergrößert wird, wie bekannt ist.

Auf diese Weise kann die Abgabemenge durch Bewegen des Schiebers 32c verändert werden, und für jede Position des Schiebers 32c kann zwischen zwei Kompressionsverhältnissen gewählt werden, die verfügbar sind, je nachdem, ob der Hilfsschieber 80 mit dem Hauptschieber in Kontakt steht oder nicht, was in der

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Praxis bei der Kühlung oder bei der Luftaufbereitung erlaubt, bis auf weniger als 1% an den optimalen thermodynamischen Wirkungsgrad heranzukommen. Der Hilfsschieber 80 hat quer zur Achse der Nut ein Profil, das allgemein parallel zum Hochdruckende des Schiebers 32c verläuft.

Nach der Erfindung müssen die Haltemittel nicht unbedingt einstückig mit der Trennwand ausgebildet sein; es ist nicht notwendig, den Schieber auf seiner gesamten Bewegungsstrecke mit dem freien Ende der Trennwand in Kontakt zu halten.

In der Ausführung von Fig. 18 wird ein Schieber 32c/ wie in der Ausführung von Fig. 12 mit Hilfe einer Klemmvorrichtung 58c/ gegen eine auf der Hochdruckseite angebrachte Schiene 54c/ gehalten, wobei die Klemmvorrichtung 58c/ mittels nicht dargestellter Schrauben über ein Abstandsglied 56c/ am Schieber 32c/ befestigt ist.

Auf der Niederdruckseite ist der Schieber durch eine Spannvorrichtung 90 verlängert, die zwei durch einen Querträger 93 verbundene Schenkel 91 und 92 aufweist. Diese Spannvorrichtung ist gegen eine Strebe 94 gehalten, die die gleiche Form wie die Trennwand 30c/haben kann und die mittels einer Befestigungsschraube 95 am Gehäuse befestigt ist und mittels einer durch eine Schraube 97 gehaltenen festen Klemmvorrichtung 96 gegen ein Abstandsglied 98 gehalten ist, das zwischen den zwei Schenkeln 91 und 92 der Spannvorrichtung 90 angebracht ist.

Die Klemmvorrichtung % weist angrenzend an den Schraubenläufer eine Fläche auf, die bündig mit der Bohrung des Gehäuses verläuft und die gleichzeitig maschinell bearbeitet werden kann.

Fig. 19 zeigt die Anordnung des Schiebers 32c/, wenn er vollständig vom Kolben 41 nach unten geschoben ist. In dieser Position steht der Schieber 32c/nicht mehr mit der Trennwand 30c/in Kontakt. Dies führt dazu, daß der Hochdruckabschnitt der Nut 27 und das Hochdruckende der Gewindegänge des Schraubenläufers über Wege längs der Pfeile 109 und 110 mit der Niederdruckseite in Verbindung kommen; in dieser Position ist die Kompression vollständig aufgehoben, wie aus der US-PS 42 61 691 bekannt ist.

Die Schieber sind so dargestellt worden, daß sie durch Kolben betätigt werden, jedoch kann ohne Abänderung der Erfindung auch jede andere Betätigungsvorrichtung, beispielsweise ein eine Klinke antreibender Elektromotor verwendet werden.

Die Erfindung ist mit einem einzigen Schieber pro Kompressor dargestellt worden, jedoch ist es auch möglieh, insbesondere bei einem Einschraubenkompressor auch zwei oder mehr mit dem gleichen Schraubenläufer in Kämmeingriff stehende Ritzel und eine entsprechende Anzahl von Schiebern und Nuten zu verwenden.

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Claims (6)

Patentansprüche

1. Schraubenverdrängermaschine, beispielsweise Kompressions- oder Expansionsmaschine, mit wenigstens einem Schraubenläufer (23) mit Gewindenuten und Gewindestegen, der drehbar in einer Bohrung eines Gehäuses (21) gelagert ist, wenigstens einem mit dem Schraubenläufer in Kämmeingriff stehenden Rotorelement, das in den Schraubennuten Kammern mit variablem Volumen bildet, wenigstens einem Niederdruckraum und wenigstens einem Hochdruckraum in dem Gehäuse beiderseits des Schraubenläufers und wenigstens einer mit dem Hochdruckraum und dem Niederdruckraum in Verbindung stehenden Nut (27), die in dem Gehäuse längs der Bohrung angeordnet ist, da durch gekennzeichnet, daß eine ortsfeste Trennwand (30) in der Nut den Hochdruckraum und den Niederdruckraum voneinander trennt, daß zwischen einem freien Ende der Trennwand und dem Schraubenläufer ein Raum vorgesehen ist, daß in dem Raum ein Schieber (32) verschiebbar angebracht ist, der wenigstens während eines Teils seiner Bewegung auf einer Seite mit dem freien Ende der Trennwand und auf der anderen Seite mit dem Schraubenläufer in einem im wesentlichen ausströmdichten Kontakt steht, und daß Mittel vorgesehen sind, die den Schieber an der Trennwand festhalten.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Schieber festhaltenden Mittel einen in einem Loch (40) in der Trennwand verschiebbar angebrachten Zylinder (39) und eine Verbindungsvorrichtung zum Verbinden des Zylinders und des Schiebers beiderseits der Trennwand enthalten.

3. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Festhalten des Schiebers wenigstens eine in bezug auf die Trennwand ortsfeste Schiene (44) und eine Verbindungsvorrichtung zum Verbinden der Schiene mit dem Schieber enthalten.

4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiene eine gegen den Schieber gerichtete Fläche aufweist und eine Fläche des freien Endes der Trennwand in im wesentlichen ausströmdichten Kontakt mit dem Schieber umfaßt.

5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiene eine zweite Fläche aufweist, die parallel zu der einen Schienenfläche verläuft und von dieser abgewandt ist, und daß die Verbindungsmittel wenigstens ein Abstandsglied (56, 57) mit einer der Dicke der Schiene entsprechenden Dicke und wenigstens eine Klemmvorrichtung (58, 59) enthalten, die fest an dem Ab-Standsstück und in Kontakt mit der zweiten Fläche angebracht ist.

6. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Schiene an der Hochdruckseite des Schiebers ein Hilfsschieber befestigt ist, der angrenzend an die Schraubenläuferbohrung und quer zu der Nut ein Profil aufweist, das allgemein parallel zum Hochdruckende des Schiebers verläuft.

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Beschreibung
In der FR-PS 23 21 613, die Einschrauben-Kompressionsmaschinen oder -Expansionsmaschinen betrifft, sowie in der US-PS 30 88 659, die Doppelschrauben-Kompressionsmaschinen oder -Expansionsmaschinen betrifft, ist beschrieben, wie die Kapazität und/oder das Kompressionsverhältnis gesteuert werden kann, in dem in Nuten angebrachte Schieber bewegt werden, die eine allgemein zylindrische Form mit einem teilweise kreisförmigen Querschnitt und parallel zur Achse der Schraubenläufer verlaufenden Mittellinien aufweisen.

Die Erfindung wird anschließend am Beispiel von Kompressoren beschrieben, doch ist sie auch auf Expansionsmaschinen anwendbar, indem die Drehrichtung der Schraubenläufer verändert wird.

Eine solche bekannte Vorrichtung, wie sie in der Explosionsansicht von Fig. 1 dargestellt ist, enthält im Falle eines Einschraubenkompressors einen Schraubenläufer 1, der sich um eine Achse 2 in einem Lagerhalter 3 dreht, der in einem hier nicht dargestellten Gehäuse angebracht ist; Schraubengänge des Schraubenläufers stehen mit Zähnen 5 eines in dem Gehäuse drehbar gelagerten Ritzels 6 in Kämmeingriff. In dem Gehäuse ist eine zum Teil zylindrische Nut parallel zur Achse 2 angebracht, die einen Schieber 7 aufnimmt, der eine an die Form der Nut angepaßte Rückfläche 8 und eine Vorderfläche 9 aufweist, die mit den Gewindestegen des Schraubenläufers im wesentlichen in einem ausströmdichten Kontakt steht, wobei die Schraubenstege auf einem gemeinsamen idealen Zylinder liegen.

Eine axiale Verschiebung des Schiebers führt bekanntlich zu einer Veränderung der Kapazität und/oder des Kompressionsverhältnisses der Maschine.

Damit verhindert wird, daß sich der Schieber 7 in der Nut dreht, ist gemäß der obenerwähnten Patentschrift der Schieber über eine Verbindungsstange 11 mit einem Gleitschuh 10 verbunden, der eine Fläche 12 aufweist, die mit dem zylindrischen Lagerhalter 3 in Eingriff steht.

Fig. 2 zeigt in einer perspektivischen Ansicht einen für einen Doppelschraubenkompressor geeigneten Schieber.

Fig. 3 ist ein Schnitt durch einen solchen Schieber längs der Linie III-IH'von Fig. 2.

Dieser Schieber hat ebenfalls eine zylindrische Form, und sein Querschnitt liegt zwischen einem kreisförmigen Bogen 13, der sich über mehr als 180° erstreckt und der mit der im Gehäuse angebrachten Nut in Kontakt steht, sowie zwei Kreisbögen 14 und 15, die mit den Gewindestegen der Schraubenläufer in ausströmdichtem Kontakt stehen können. Ein im Gehäuse befestigter, nicht dargestellter Keil paßt in eine Keilnut 16; er verhindert ein Verdrehen des Schiebers.

Diese üblicherweise angewendeten Vorrichtungen haben zahlreiche Nachteile.

Zunächst einmal ist zwischen dem Schieber und der Nut und zwischen dem Schieber und dem Schraubenläufer ein Minimumspiel erforderlich, damit der Schieber während des Zusammenbauens der Maschine eingeschoben werden kann. Aufgrund der Fertigungstoleranzen führt dies dazu, daß der Schieber in seiner Nut ein beträchtliches Spiel haben kann.

Bei dem Beispiel eines Einschraubenkompressors mit einem Schraubenläuferdurchmesser von 140 mm beträgt der Durchmesser des in Fig. 1 dargestellten Schiebers etwa 50 mm, wobei auch bei der ziemlich hohen Herstellungspräzision der Klasse 7 Standardtoleranzen h 7/H 7 in Extremfällen zu Durchmesserunterschieden von 50 μπι zwischen dem Schieber und seiner Nut auftreten. Da das Gehäuse den Schieber nur im Bereich von etwa 220° umfaßt, kann sich der Schieber radial um