DE3510528C2 - Schraubenverdrängermaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schraubenverdrängermaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Schraubenverdrängermaschine ist aus der DE-OS 23 31 830 bekannt. Bei Schraubenverdrängermaschinen besteht das Problem, eine möglichst vollständige Abdichtung zwischen einem Schieber zum Ändern des Kompressionsver­ hältnisses und einer Nut, in der er aufgenommen ist und die den Hochdruckraum mit dem Niederdruckraum verbindet, schaffen zu müssen, um Leckageströme zu vermeiden. Bei der bekannten Schraubenverdrängermaschine ist der Schieber im Bereich seiner Vorderfläche durch separate Vorsprünge an einem Gehäuseteil seitlich geführt und liegt mit seiner Rückfläche an der Oberfläche der Nut, die in einem anderen Gehäuseteil ausgebildet ist, an. Es bedarf eines erhöhten Bearbeitungsaufwandes, um die Rückfläche, die Vorderfläche, die Nut und die Führung exakt zu bearbeiten. Durch diese Art der Führung ergeben sich zwangsläufig Toleranz- und damit verbundene Leckageprobleme, wie sie auch in der US-PS 4 074 957 anhand einer anderen bekannten Schrauben­ verdrängermaschine beschrieben sind.

In der US-PS 4 074 957 (FR-PS 2 321 613), die Einschrauben-Kompressionsmaschinen oder -Expansionsmaschinen betrifft, sowie in der DE-AS 12 93 384 (US-PS 3 088 659), die Doppel­ schrauben-Kompressionsmaschinen oder -Expansionsmaschinen betrifft, ist beschrieben, wie die Kapazität und/oder das Kompressionsverhältnis gesteuert werden kann, indem in Nuten angebrachte Schieber bewegt werden, die eine allgemein zylindrische Form mit einem teilweise kreisförmigen Quer­ schnitt und parallel zur Achse der Schraubenläufer ver­ laufenden Mittellinien aufweisen.

Die Erfindung wird anschließend am Beispiel von Kompressoren beschrieben, doch ist sie auch auf Expansionsmaschinen an­ wendbar, indem die Drehrichtung der Schraubenläufer ver­ ändert wird.

Eine solche bekannte Vorrichtung, wie sie in der Ex­ plosionsansicht von Fig. 1 dargestellt ist, enthält im Falle eines Einschraubenkompressors einen Schraubenläu­ fer 1, der sich um eine Achse 2 in einem Lagerhalter 3 dreht, der in einem hier nicht dargestellten Gehäuse angebracht ist; Schraubengänge des Schraubenläufers 1 stehen mit Zähnen 5 eines in dem Gehäuse drehbar gelager­ ten 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 auf­ weist, die mit den Schraubenstegen 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 Kom­ pressionsverhältnisses der Maschine.

Damit verhindert wird, daß sich der Schieber 7 in der Nut dreht, ist gemäß der US-PS 4 074 957 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 bekannten Schieber. Fig. 3 ist ein Schnitt durch einen solchen Schieber längs der Linie III-III′ 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 Gewinde­ stegen der Schraubenläufer in ausströmdichtem Kontakt stehen können. Ein im Gehäuse befestigter, nicht darge­ stellter 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 Mini­ mumspiel 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 ha­ ben kann.

Bei dem Beispiel eines Einschraubenkompressors mit einem Schraubenläuferdurchmesser von 140 mm beträgt der Durch­ messer des in Fig. 1 dargestellten Schiebers etwa 50 mm, wobei auch bei der ziemlich hohen Herstellungspräzision der Klasse 7 Standardtoleranzen h7/H7 in Extremfällen zu Durchmesserunterschieden von 50 µm zwischen dem Schie­ ber und seiner Nut auftreten. Da das Gehäuse den Schie­ ber nur im Bereich von etwa 220° umfaßt, kann sich der Schieber radial um etwa 75 µm 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 gegen­ überliegenden Bereich der Nut zeigt. Dies hat zur Folge, daß die Fläche 9 so vertieft werden muß, daß der Schie­ ber 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 meh­ reren Prozent führt.

Aus Fig. 4 ist zu erkennen, daß bei einem bogenförmigen Querschnitt zwischen dem Schieber und seiner Nut Durch­ lässe 17, 18 vorhanden sind; diese Durchlässe führen ebenfalls zu Leckströmungen und haben nachteilige Aus­ wirkungen 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 Aus­ führung 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 ange­ geben wurden, muß auch die Fläche 12 des Gleitschuhs 10 von Fig. 1 ein gewisses Spiel bezüglich des Lagerhal­ ters 3 aufweisen, was zu einem verstärkten Vertiefen der Fläche 9 führt, damit eine Berührung zwischen dem Schie­ ber 7 und dem Schraubenkörper 1 beim Drehen verhindert wird.

Diese Wirkungen können reduziert werden, indem der Um­ fassungswinkel der Nut um den Schieber 7 so groß wie möglich gemacht wird, oder indem in anderen Worten für einen gegebenen Durchgangsquerschnitt des Schiebers 7 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 7 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 Schie­ bers dem hohen Druck und das andere Ende des Schiebers dem niedrigen Druck ausgesetzt ist), die üblicherweise durch eine Vergrößerung der Abmessungen der den Schie­ ber betätigenden Kolben kompensiert werden müssen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schraubenverdränger­ maschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so zu ver­ bessern, daß Leckageströmungen im Bereich des Schiebers verhindert werden, ohne daß dies zu einem deutlich erhöhten Fertigungsaufwand führt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Schraubenverdrängermaschine weist eine quer zur Längsrichtung der Nut verlaufende Trennwand auf, zwischen deren freiem Ende und dem Schraubenläufer der Schieber verschiebbar angebracht ist. Zur Führung des Schie­ bers sind Mittel vorgesehen, die sich von der Rückfläche des Schiebers aus erstrecken und den Schieber an der Trennwand halten. Damit wird der Schieber, nicht wie beim Stand der Technik durch zahlreiche, an unterschiedlichen Gehäuseteilen vorgesehene bearbeitete Gehäuseflächen, die mit der Vorder- und Rückfläche des Schiebers im Kontakt sind, geführt, sondern durch eine Verbindung des Schiebers an dessen Rück­ fläche mit der Trennwand. Damit lassen sich Lagetoleranzen verringern.

Die erfindungsgemäße Maschine ermöglicht eine Anzahl bemerkenswerter Ergebnisse:

• - bei der erfindungsgemäßen Maschine wird praktisch das gesamte in radialer Richtung und in Winkelrichtung mögliche Spiel beseitigt, ohne daß engere Fertigungstoleranzen erfor­ derlich sind. Die Fläche des Schiebers, die mit dem Schraubenläufer oder mit den Schraubenläufern zusammen­ wirkt, kann auf dem gleichen Zylinder wie die Bohrung des Gehäuses liegen, indem sich der eine oder die meh­ reren Schraubenläufer drehen. Demnach kann diese Fläche des Schiebers an Ort und Stelle gleichzeitig mit der oder den Bohrungen des Gehäuses maschinell her­ gestellt werden.
• - Es läßt sich nahezu jedes Spiel zwischen dem Schieber und seiner Nut beseitigen, was die Abströmverluste ver­ ringert.

Diese beiden Ergebnisse führen zu einer beträchtlichen Verbesserung des Wirkungsgrades insbesondere bei einem Einschraubenkompressor mit einem Schraubenläuferdurch­ messer von 140 mm, der mit 3000 U/min läuft und Kühlmit­ tel 22 ohne Öleinspritzung verdichtet; die Verbesserung des isentropischen Wirkungsgrades kann bei den bei Wärme­ pumpen üblichen höheren Druckverhältnissen 10% überschrei­ ten.

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 Betätigungsvorrichtun­ gen 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 Oberflä­ che versehen werden können, kann der Schieber mit sehr geringen Druckdifferenzen arbeiten. Dies ist bei Wärme­ pumpen 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 Kompressions­ verhältnis unabhängig verändert werden können.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun unter Bezug­ nahme auf die weiteren Figuren der Zeichnung näher er­ läutert. Es zeigen:

Fig. 5 einen Schnitt längs einer Axialebene einer erfindungsgemäßen Schraubenver­ drängermaschine in Form eines Einschraubenkompressors im Bereich des Schiebers,

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 Entneh­ men des Schraubenläufers,

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

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

Fig. 11 einen Schnitt längs der Linie XI-XI′ 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 ausge­ führten Schnitt einer Anordnung nach der Erfin­ dung 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 Einschraubenkom­ pressors ausgeführten Schnitt einer Alternative zur Ausführung von Fig. 12 mit einem Hilfsschie­ ber,

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 be­ findet, 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 23 stehen in bekannter Weise mit wenigstens einem Rotorelement 24 in Form eines Ritzels in Kammeingriff, 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 Quer­ schnitt hat (Fig. 6). Die Nut 27 steht auf einer Seite über einen Kanal 28 mit einem die Achse des Ritzels umge­ benden 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 27 ist mit Hilfe einer Halteschraube 31 eine Trennwand 30 am Gehäuse 21 befestigt. Diese Trenn­ wand 30 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 32 erwähnten Gründen nicht möglich ist, die Trenn­ wand 30 so herzustellen, daß sie exakt mit dem Durch­ messer 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 21 einzufügen, damit eine vollständige Abdichtung längs des kreisförmigen Umfangs der Trenn­ wand 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 An­ sicht von der Gehäuseinnenseite längs des Pfeils VII von Fig. 6) dargestellt ist, weist der Schieber 32 bei Be­ trachtung vom Gehäuseinneren her (Fig. 7) eine insbe­ sondere aus der US-PS 4 074 957 (FR-PS 2 321 613) 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 Haltemitteln in Form einer Verbindungsanordnung gegen die Trennwand 30 gedrückt gehalten, die im Beispiel von Fig. 5 aus zwei Schenkeln 35 und 36 bestehen, die mittels Schrauben 37 und 38 am Schieber 32 befestigt sind und einstückig mit einer Stange 39 aus­ gebildet sind, die durch ein Loch 40 in der Trennwand 30 verschiebbar gehalten ist.

Ein im Gehäuse 21 angebrachter Kolben 41 ermöglicht es, den Schieber 32 zu bewegen.

Es ist zu erkennen, daß das Spiel und somit die undich­ ten Stellen im Vergleich zu den Fig. 1 und 4 beträcht­ lich 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 (Schenkel 35, 36; Schrauben 37, 38; Stange 39) eine Teilbaugruppe betrifft, die außerhalb des Kompressors mit der gesamten erfor­ derlichen 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 21 bewe­ gen kann. Somit ist es möglich, die abschließende ma­ schinelle Bearbeitung der Vorderfläche 99 des Schiebers 32, die einen im wesentlichen leckdichten Kontakt mit dem Schraubenläufer 23 bilden muß, gleichzeitig mit der Bohrung 22 des Gehäuses 21 ausgeführt werden kann.

Deshalb ist es möglich, das Spiel zwischen der Fläche 99 des Schiebers 32 und dem Schraubenläufer 23 gleich dem Spiel zwischen dem Gehäuse 21 und dem Schraubenläufer 23 zu machen; im Falle eines Schraubenläuferdurchmessers von 140 mm bedeutet dies ein Betriebsspiel, das 30 µm nicht über­ schreitet, also wenigstens zwei- oder dreimal kleiner als das bei den Ausführungsformen der Fig. 1 bis 4 erforderliche Spiel ist.

Die auf den Schieber 32 einwirkende axiale Kraft ist der Druckdifferenz zwischen dem hohen und dem niedrigen Druck und der Querschnittsfläche des beweglichen Teils, d. h. der Fläche zwischen der Rück- und der Vorderfläche 33 bzw. 99 zu­ züglich dem Querschnitt der Stange 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 32 einwirkenden Axialkraft proportional zur Verkleinerung der Querschnittsflächen. Aus diesem Grund kann der Querschnitt des den Schieber 32 betätigenden Kolbens 41 be­ trächtlich 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 Rei­ bungskoeffizienten erzielt werden; die zur Überwindung dieser Reibung erforderliche Kraft kann ebenfalls klei­ ner als bisher gemacht werden.

Dies führt zu einem wichtigen Ergebnis bei Wärmepumpen, indem die Dauer des Abtauzyklus herabgesetzt wird. Be­ kanntlich wird eine Wärmepumpe im allgemeinen dadurch abgetaut, daß die Wirkungen des Verdampfers und des Kon­ densators vertauscht werden. Im Zeitpunkt der Umschal­ tung 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 Teillast­ position in die Vollastposition zu überwindende Wider­ stand ist, desto länger arbeitet der Kompressor im Teil­ lastbetrieb, was in der Praxis die Dauer des Abtauvor­ gangs, während der die Wärmepumpe nicht verfügbar ist, um den gleichen Betrag verlängert.

Die Mittel zum Festhalten und winkelmäßigen Verriegeln des Schiebers 32 sind in dem durch die Reduzierung der Schieberdicke freigelassenen Raum zwi­ schen dem Schieber 32 und dem Boden der Nut 27 untergebracht. Erweiterungen wie der Gleitschuh 10 von Fig. 1 werden daher nicht mehr benötigt, so daß diese Seite des Schie­ bers 32 frei bleibt, was die Verwirklichung anderer un­ abhängiger beweglicher Teile ermöglicht, die neue Funk­ tionen erlauben, wie anschließend noch zu erkennen sein wird.

Es ist aber nicht zwingend erforderlich, daß die Trennwand 30 herausgenommen werden kann und daß die Nut 27 zylindrisch und kreisförmig ist.

Die Trennwand 30 könnte durch Gießen einstückig mit der Nut 27 ausgebildet werden. Es würde dann genügen, gemäß Fig. 8 nur die freie Stirnfläche 34′ der Trennwand 30 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 Rückfläche 33 des Schiebers 32 ent­ sprechend profiliert ist.

Weitere Ausführungsformen 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 Passung 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 ausge­ bildeter Bügel 45 als Teil der Haltemittel 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 32a von der Trennwand 30a abzuheben.

Es ist dennoch zweckmäßig, die Stange 44 durch eine Schiene 48 (Fig. 10 und Fig. 11) zu ersetzen, die bündig mit der Fläche 34b des Schiebers 32b abschließt. Der Schie­ ber 32b ist längs der Schiene 48 beweglich. Der Schieber 32b wird mittels einer Klemmvorrichtung 50, die längs der vom Schieber 32b abgewandten Innenseite gleitet, in Anlage an die Schiene 48 gehalten. Das Verlängern der Schiene 48 mittels einer Schiene 49 in Richtung zur Niederdruckseite und das Zurückziehen des Schiebers 32b durch eine weitere Klemmvorrichtung 51 ist damit nicht aufwendig. Da die Fläche 34b der Schienen 48, 49 maschinell bearbeitet worden ist, beispielsweise gefräst, kann auch die Gegenfläche der Schienen 48, 49 einfach gefräst werden.

Eine ähnliche Anordnung ist in den Fig. 12 und 13 dar­ gestellt, die sich von der Anordnung von Fig. 10 durch eine verbesserte Steifigkeit unterscheidet. Diese ver­ besserte Steifigkeit wird dadurch erhalten, daß die Enden der Schienen 54a, 55a mit Hilfe von Stirnflanschen 52 und 53 am Gehäuse 21 befestigt werden, die im dargestellten Bei­ spiel mit der gleichen Form wie die Trennwand 30c ange­ geben 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 bei­ derseits der Trennwand 30c nicht eine, sondern zwei Schienen 54a, 54b und 55a, 55b angebracht werden.

Abstandsglieder 56 und 57, die den Ort von Klemmvor­ richtungen 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 56, 57 und die Klemmvorrichtungen 58, 59 eingefügt, so daß auf sehr ein­ fache und billige Weise ein Spiel von einigen Mikron zwischen der Klemmvorrichtung 58, 59 und den Schienen 54a, 55a erhalten werden kann, was die Gleitbewegung der Anordnung mit einem in bezug auf den Schraubenläufer 23 praktisch auf Null reduzierten Radialspiel ergibt.

Fig. 14 zeigt einen längs der Linie XIV-XIV′ von Fig. 15 ausgeführten Schnitt des Gehäuses 60 eines mit einem Schieber ausgestatteten Doppelschrauben­ kompressors.

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

Eine dritte Bohrung 63 bildet eine Nut, in der eine Trenn­ wand 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 64 ange­ bracht sind.

Der Schieber 68 weist zwei Vorderflächen 69 und 70 mit einem teilkreisförmigen Querschnitt auf, die an die Schrauben­ läufer angrenzen und mit den Gewindestegen der Schrau-
benläufer ausströmdicht in Kontakt stehen; ferner weist der Schieber eine mit einer freien Endfläche 72 der Trenn­ wand 64 in Kontakt stehende Fläche 71 auf.

Zur Vergrößerung der Steifigkeit kann ein Interesse daran bestehen, die entfernten Enden der Schienen, bei­ spielsweise der Schienen 65 und 66, über einen Flansch, beispielsweise den Flansch 73, mit dem Gehäuse zu ver­ binden.

Abstandsglieder 75 und 76 und Klemmvorrichtungen 77 und 78 als Teile einer Verbindungsanordnung wirken als Haltemittel für den Schieber 68; sie gewähr­ leisten wie im Fall von Fig. 13, daß das Spiel des Schiebers 68 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 Hilfsschieber 80 zu befestigen, der mit Hilfe der gleichen Anordnung wie der Hauptschieber 32c, d. h. mit­ tels Abstandsgliedern 81 und Klemmvorrichtungen 82, gegen die Schienen gehalten werden kann.

Dieser Hilfsschieber 80 kann entweder die in Fig. 17 mit ausgezogenen Linien dargestellte Position einnehmen oder mit Hilfe eines Betätigungskolbens 83 in die mit ge­ strichelten Linien bei 84 angegebene Position bewegt werden.

In dieser Position wirkt der Hilfsschieber 80 als eine Er­ weiterung des Schiebers 32c, wodurch das Kompressions­ verhältnis 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 Kompressionsver­ hältnissen gewählt werden, die verfügbar sind, je nachdem, ob der Hilfsschieber 80 mit dem Hauptschieber 32c in Kontakt steht oder nicht, was in der Praxis bei der Kühlung oder bei der Luftaufbereitung erlaubt, bis auf weniger als 1% an den optimalen thermodynamischen Wir­ kungsgrad heranzukommen. Der Hilfsschieber 80 hat quer zur Achse der Nut ein Profil, das allgemein parallel zum Hochdruckende des Schiebers 32c verläuft.

Die Haltemittel müssen nicht unbedingt einstückig mit der Trennwand ausgebildet sein; es ist nicht notwendig, den Schieber auf seiner gesamten Bewe­ gungsstrecke mit dem freien Ende der Trennwand in Kon­ takt zu halten.

In der Ausführung von Fig. 18 wird ein Schieber 32d wie in der Ausführung von Fig. 12 mit Hilfe einer Klemmvor­ richtung 58d gegen eine auf der Hochdruckseite angebrach­ te Schiene 54d gehalten, wobei die Klemmvorrichtung 58d mittels nicht dargestellter Schrauben über ein Abstands­ glied 56d am Schieber 32d befestigt ist.

Auf der Niederdruckseite ist der Schieber 32d durch eine Spannvorrichtung 90 verlängert, die zwei durch einen Querträger 93 verbundene Schenkel 91 und 92 aufweist. Diese Spannvorrichtung 90 ist gegen eine Strebe 94 gehalten, die die gleiche Form wie die Trennwand 30d 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 Abstands­ glied 98 gehalten ist, das zwischen den zwei Schenkeln 91 und 92 der Spannvorrichtung 90 angebracht ist.

Die Klemmvorrichtung 96 weist angrenzend an den Schraubenläufer eine Fläche auf, die bündig mit der Bohrung des Gehäuses verläuft und die gleichzeitig maschinell bearbeitet wer­ den kann.

Fig. 19 zeigt die Anordnung des Schiebers 32d, wenn er vollständig vom Kolben 41 nach oben geschoben ist. In dieser Position steht der Schieber 32d nicht mehr mit der Trennwand 30d 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 vollstän­ dig aufgehoben, wie aus der US-PS 4 261 691 bekannt ist.

Die Schieber sind so dargestellt worden, daß sie durch Kolben 41 betätigt werden, jedoch kann ohne Abänderung der Erfindung auch jede andere Betätigungsvorrichtung, bei­ spielsweise ein eine Klinke antreibender Elektromotor verwendet werden.

Die Schraubenverdrängermaschine ist mit einem einzigen Schieber pro Kom­ pressor dargestellt worden, jedoch ist es auch möglich, insbesondere bei einem Einschraubenkompressor auch zwei oder mehr mit dem gleichen Schraubenläufer in Kämmeingriff stehende Ritzel und eine entsprechende Anzahl von Schie­ bern und Nuten zu verwenden.

Claims (8)

1. Schraubenverdrängermaschine, beispielsweise Kompressions- oder Expansionsmaschine, mit wenigstens einem Schrauben­ läufer (23) mit Gewindenuten und Gewindestegen, der drehbar in einer Bohrung eines Gehäuses (21) gelagert ist, wenig­ stens einem mit dem Schraubenläufer (23) in Kämmeingriff stehenden Rotorelement (24), das in den Schraubennuten Kammern mit variablem Volumen bildet, wenigstens einem Niederdruckraum und wenigstens einem Hochdruckraum in dem Gehäuse (21) beiderseits des Schraubenläufers (23), wenig­ stens einer mit dem Hochdruckraum und dem Niederdruckraum in Verbindung stehenden Nut (27, 63), die in dem Gehäuse (21) längs der Bohrung angeordnet ist, und einem Schieber (32, 68), der in der Nut (27, 63) verschiebbar aufgenommen ist und eine Vorderfläche (99, 69, 70) aufweist, die wenigstens während eines Teils der Schieberbewegung mit dem Schrauben­ läufer (23) in einem im wesentlichen dichten Kontakt steht, wobei in der Nut (27, 63) eine ortsfeste, quer zur Längs­ richtung der Nut (27, 63) verlaufende Trennwand (30, 64) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (32, 68) in einem Raum zwischen dem freien Ende der Trenn­ wand (30, 64) und dem Schraubenläufer (23) verschiebbar angebracht ist, daß der Schieber (32, 68) mit seiner Rück­ fläche (33) wenigstens während des Teils seiner Bewegung mit dem freien Ende der Trennwand (30, 64) in einem im wesent­ lichen dichten Kontakt steht und daß der Schieber (32, 68) mit Mitteln versehen ist, die sich von der Rückfläche (33) des Schiebers (32, 68) aus erstrecken und den Schieber (32, 68) an der Trennwand (30, 64) halten.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den Schieber (32) an der Trennwand (30) haltenden Mittel einen in einem Loch (40) in der Trennwand (30) verschiebbar angebrachten Zylinder (39) und eine Verbindungsanordnung zum Verbinden des Zylinders (39) und des Schiebers (32) beiderseits der Trennwand (30) enthalten (Fig. 5).

3. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Trennwand (30, 64) wenigstens eine Schiene (48, 49, 54, 55, 65, 66) befestigt ist und daß die den Schieber (32, 68) an der Trennwand (30, 64) haltenden Mittel eine Verbindungs­ anordnung zum Verbinden der Schiene (48, 49, 54, 55, 65, 66) mit dem Schieber (32, 68) enthalten.

4. Maschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiene (48, 49, 54, 55, 65, 66) eine gegen den Schie­ ber (32, 68) gerichtete erste Fläche aufweist, die bündig mit einer Fläche des freien Endes der Trennwand (30, 64) ab­ schließt, die in einem im wesentlichen dichten Kontakt mit dem Schieber (32, 68) steht.

5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schiene (54, 55, 65, 66) eine zweite Fläche aufweist, die parallel zu der ersten Fläche verläuft und von dieser abgewandt ist, und daß die den Schieber (32, 68) an der Trennwand (30, 64) haltenden Mittel wenigstens ein Abstands­ glied (56, 57, 75, 76, 81) mit einer der Dicke der Schiene (54, 55, 65, 66) entsprechenden Dicke und wenigstens eine Klemmvorrichtung (58, 59, 77, 78, 82) enthalten, die fest an dem Abstandsglied (56, 57, 75, 76, 81) in Kontakt mit der zweiten Fläche angebracht ist.

6. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Schiene (48, 49, 54, 55) an der Hochdruckseite des (Haupt-)Schiebers (32) ein Hilfsschieber (80) befestigt ist, dessen Stirnflächen parallel zum Hochdruckende des (Haupt-)Schiebers (32) verlaufen.

7. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schieber (32, 68), die quer zur Längsrichtung der Nut (27, 63) verlaufende Trennwand (30, 64) und die Mittel zum Halten des Schiebers (32, 68) an der Trennwand (30, 64) außerhalb der Maschine bearbeitbar und zu einer Einheit zusammensetzbar sind und daß diese Einheit in der Nut (27, 63) ortsfest befestigbar ist.

8. Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß neben der Trennwand (30, 64) Stirnflansche (52, 53) angeord­ net sind, die zusammen mit der Schiene (54a, 54b, 55a, 55b) ein Bauteil bilden.