DE3708200A1

DE3708200A1 - Schraubenverdichter mit ueberstroemregelung

Info

Publication number: DE3708200A1
Application number: DE19873708200
Authority: DE
Inventors: Raimund Dipl Ing Seip
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1987-03-12
Filing date: 1987-03-12
Publication date: 1988-10-13
Also published as: DE8717789U1; DE3708200C2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen regelbaren Schraubenverdichter mit zwei innerhalb eines an entgegengesetzten Stirnwänden mit einem Niederdruckeinlaß bzw. einem Hochdruckauslaß versehenen, die Rotoren aufnehmenden Arbeitsraumes miteinander kämmenden Schraubenrotoren, deren Achsen in einem Gehäuse gelagert sind, wobei die Schraubenrotoren, von denen der eine als Rippenrotor (Hauptläufer) und der andere als Nutenrotor (Nebenläufer) ausgebildet ist, und das Gehäuse gegenseitig so ausgebildet sind, daß sie bei der Umdrehung der Schraubenrotoren sich im Volumen verändernde Verdichterkammern einschließen.

Schraubenverdichter sind Verdrängermaschinen, bei denen die Fördermenge je Zeiteinheit im stationären Betrieb praktisch unabhängig vom Verdichtungsenddruck ist. Sinkt die Entnahmemenge unter die vom Verdichter geförderte Menge, so bedeutet dies, daß der Druck infolge der unverminderten Förderung im Druckbehälter des Verdichters immer weiter ansteigt. Zweck aller Verdichterregelsysteme ist es, unabhängig von der verbrauchten Gasmenge den Verdichtungsenddruck des Schraubenverdichters annähernd konstant zu halten und den Leistungsverbrauch im Teillastbereich entsprechend abzusenken. Dazu werden bekannterweise die nachfolgend aufgeführten drei Arten der Regelung angewendet (L. Rinder "Schraubenverdichter", Springer-Verlag 1979, S. 195-196 und 198-202):

1. Bypaß-Regelung
2. Saugdrossel-Regelung
3. Schieber-Regelung

Alle diese Lösungen müssen, wie nachfolgend ausgeführt, als nicht optimal im Hinblick auf die Entwicklung eines kostengünstig herzustellenden regelbaren Schraubenverdichters angesehen werden.

1. Bypaß-Regelung
Bei dieser Art der Regelung wird die überschüssige Fördermenge an der Druckseite über ein Drosselventil entspannt und der Saugseite des Verdichters wieder zugeführt. Die Leistungsaufnahme im Teillastbereich sinkt nicht und die Drosselung selbst ist stark verlustbehaftet. Die Bypaß-Regelung wird deshalb nur bei solchen Schraubenverdichteranlagen angewendet, die fast ausschließlich im Vollastbetrieb laufen.
2. Saugdrossel-Regelung
Das Prinzip der Saugdrossel-Regelung beruht auf einer Herabsetzung der angesaugten Menge durch Reduzierung des Ansaugdruckes p ₁. Da die technische Arbeit W _t mit steigendem Quotienten p ₂/p ₂ (p ₂ = Verdichterenddruck) anwächst, weil der Ansaugdruck p ₁ durch Drosselung herabgesetzt wird, sinkt die Verdichterleistung P = m × W _t (P = Verdichterleistung; m = Massenstrom) nur minimal im Verhältnis zur Reduzierung des Förderstromes. Saugdrosselgeregelte Schraubenverdichter haben deshalb im Teillastgebiet einen schlechten Wirkungsgrad. Selbst bei Null-Förderung benötigt der Schraubenverdichter noch 70 bis 80% seiner Vollastleistung. Diese hohe Leerlaufleistung kann herabgesetzt werden, wenn der Behälterdruck p ₂ vermindert wird, was nur über ein verlustbehaftetes Abblasen des Druckkesselinhaltes möglich ist. Die Leerlaufleistung liegt dann aber immer noch bei 30% der Vollastleistung. Ein weiterer Nachteil dieser Regelung ist darin begründet, daß die meist verwendeten Drosselorgane mit nicht linearen Kennlinien eine ungünstige Regelcharakteristik bieten.
3. Schieber-Regelung
Bei der Schieber-Regelung wird das Zahnlückenvolumen bei Verdichtungsbeginn zur Mengenregelung verändert. Die radial saugseitige Steuerkante befindet sich dann auf einem auf der Druckseite befindlichen, in Achsrichtung des Gehäuses unterhalb des Arbeitsraumes längsverschiebbaren Steuerkolbens. Um das ein gebaute Volumenverhältnis annähernd beizubehalten, muß auch die druckseitige Steuerkantenlage verändert werden. Dies geschieht ebenfalls durch den im Gehäuse angeordneten Steuerkolben. Durch geeignete Bemessung der radialen oder axialen Auslaßöffnungen kann der Verdichter in seiner Vollast- und Teillastcharakteristik in einer günstigen Weise dem Betrieb angepaßt werden. Überdies ermöglicht die Steuerschieber-Regelung ein leichtes Anfahren der Anlage und eine geringe Leerlaufleistung. Nachteilig ist zum einen die aufwendige und kostenintensive Lösung infolge der Ausgestaltung des Gehäuses zur Unterbringung des Steuerkolbens bzw. der Steuerkolben und zum anderen die Notwendigkeit, einen Steuerkolben mit sehr engen Toleranzen herzustellen, da er dichtend mit den Rotoren zusammenarbeiten muß. Außerdem ist der Steuerkolben dem hohen Druck auf der Auslaßseite ebenso dem niedrigen Druck auf der Saugseite unterworfen, was zu beträchtlichen Axialkräften daran führt, sowie das Risiko von Leckströmungen längs des Steuerkolbens in sich birgt.

Aus der DE 25 26 175 C2 ist bekannt, zur Verminderung der Axialkräfte und der Gefahr von Leckströmungen längs des Steuerkolbens eine vom Auslaßkanal völlig getrennte Bohrung mit einem darin gegen die Kraft einer Feder verstellbaren Ventilkörper anzuordnen. Aber auch bei dieser Lösung ist die Gehäuseausbildung konstruktiv aufwendig und es treten nicht vernachlässigbare Verluste im Vollastbetrieb auf infolge von Leckagen über die Läuferzähne entlang der Überströmbohrung während des gesamten Verdichtungsvorganges.

Die Regelungsmöglichkeit über einen axial verschiebbaren Läufer (DE- PS 25 53 222) ist ebenfalls ungünstig, da diese Lösung technisch aufwendig im Hinblick auf die notwendige Einhaltung des druckseitigen Stirnspaltes im Vollastbetrieb ist und eine ungünstige Regelcharakteristik infolge der großen frei werdenden Querschnitte im Teillastbetrieb zeigt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen konstruktiv einfachen regelbaren Schraubenverdichter zu schaffen mit einer guten Regelcharakteristik, einem niedrigen Leistungsbedarf im Teillastbereich sowie mit der Möglichkeit, die Antriebsmotoren durch einen entlasteten Anlauf zu schonen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens ein Schraubenmotor (6, 7) eine axiale Bohrung mit von dieser radial verlaufender in den Verdichterkammern ausmündender Kanäle aufweist und ein innerhalb der axialen Bohrung abgedichteter mit der Achse des Schraubenmotors verbundener, in axialer Richtung verschiebbarer Steuerkolben angeordnet ist, mit einem durch zwei Endstellungen begrenzten Stellweg, der einem Öffnen bzw. Schließen der Überströmquerschnitte der im Bereich der hochdruckseitigen Stirnwand angeordneten Kanäle entspricht.

Die Verbindungskanäle von dem axial aufgebohrten Schraubenrotor zu den einzelnen Verdichterkammern können im Querschnitt schlitzförmig sein oder aus in einer Querschnittsebene liegenden zylindrischen Bohrungen bestehen. Damit wird ein Überströmen des verdichteten Mediums von den ausschiebbaren Kammern zu den ansaugenden Kammern möglich, und zwar in der Weise, daß das verdichtete Medium vom Zahngrund über die Kanäle in die zentrale Bohrung des Schraubenrotors strömt und von da wieder durch die gegenüberliegenden Kanäle in den Zahngrund der saugseitigen Kammern. Je nach Länge der Schlitze in axialer Richtung bzw. je nach Anzahl der im Abstand voneinander in mehreren Querschnittsebenen angeordneter zylindrischer Bohrungen stellt sich ein mittlerer Druck ein, der etwas höher liegt als der Ansaugdruck. Um aber die Leckageverluste über den Kopf des Gegenläufers von einer Kammer zur nachfolgenden Kammer infolge der Unterbrechung in der Zahngrundfläche möglichst gering zu halten, können die Schlitze nicht beliebig lang gemacht werden. Aus diesem Grunde erstreckt sich in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung die axiale Bohrung im Schraubenrotor durch den Arbeitsraum bis zur saugseitigen Stirnwand. Das durch die Zentralbohrung abströmende Medium gelangt dann über radial angebrachte Bohrungen in einer Ausnehmung in der Stirnwand in den ansaugseitigen Bereich des Arbeitsraumes. Dadurch wird verhindert, daß sich in der Leerlaufstellung ein Druck aufbauen kann, der über dem Ansaugdruck liegt.

Der axial verschiebbare und mit dem Schraubenrotor sich drehende Steuerkolben ist am zapfenförmigen Ende mit einem sich auf ein Lager abstützendes glockenförmiges Gehäuse verbunden, an dem eine Schiebestange angeordnet ist. In vorteilhafter Weise ist diese Schiebestange abgedichtet durch den Gehäusedeckel geführt und das Lager als am Außen- und Innenring axial fixiertes Wälzlager ausgebildet. Die Mitnahme des Steuerkolbens durch den sich drehenden Zapfen wird mit Hilfe eines in der Wand des hohlen Zapfens fest angeordneten Stiftes gewährleistet. Die Verschiebung des Steuerkolbens erfolgt entlang einer in den Steuerkolben eingebrachten Langnut, in die der Stift mit seinem freien Ende hineinragt. Der Steuerkolben ist in der Bohrung in bekannter Weise mit einem O-Ring abgedichtet, so daß keine Leckage längs des Steuerkolbens auftreten kann.

Bei völliger Öffnung der Kanäle entspricht die Endstellung des Steuerkolbens dem Leerlauf. In diesem Falle wird keine Verdichtungsarbeit, sondern nur Verschiebearbeit geleistet. Der Leistungsbedarf dafür ist sehr klein im Verhältnis zum Vollastbetrieb. Die zweite Endstellung des Steuerkolbens bedeutet Vollastbetrieb und entspricht dem völligen Verschließen aller Kanäle. Bei diesem Zustand treten nur minimale Verluste durch das Überströmen des Mediums über den Kopf des Gegenläufers von einer Kammer zur nachfolgenden Kammer auf. Im Teillastbereich sind im Falle der schlitzförmigen Kanäle alle Zwischenstellungen, im Falle der Bohrungen gestufte Zwischenstellungen möglich, so daß eine optimale Anpassung der Fördermenge an die jeweilige Verbrauchsmenge möglich ist. Der Stellweg des Steuerkolbens und die Überströmquerschnitte der Kanäle sind derart aufeinander abgestimmt und dimensioniert, daß zwischen Stellweg und dem durch die Änderung der Überströmquerschnitte sich ergebende Förderstrom eine lineare Abhängigkeit besteht. Diese Linearität wirkt sich vorteilhaft für die angestrebte gute Regelcharakteristik aus.

Der erfindungsgemäße Gedanke der Überströmregelung ist sowohl auf trockenlaufende als auch auf öleingespritzte Schraubenverdichter anwendbar. Dabei kann der axial verschiebbare Steuerkolben im Nutenrotor (Nebenläufer) oder Rippenrotor (Hauptläufer) sowie im Nuten- und Rippenrotor angeordnet werden. Bei Anordnung des Steuerkolbens im nichtangetriebenen Läufer ist die Anbringung der Verschiebeeinrichtung wahlweise auf der Saug- oder Druckseite möglich. Im Falle des angetriebenen Läufers kann der Steuerkolben nur auf dem der am Antrieb gegenüberliegenden Seite angeordnet werden. Die Anordnung selbst ist konstruktiv einfach gestaltet und an die Verschiebeeinrichtung für den Steuerkolben werden keine besonderen Anforderungen gestellt. Die Ausführungsform mit den zylindrischen Bohrungen für die Überströmkanäle wird man vorteilhafterweise immer dann wählen, wenn die gestufte Regelung ausreichend und es für die Anbringung der Schlitze Herstellungsschwierigkeiten geben sollte. Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß der verschiebbare Steuerkolben auch in bestehende Anlagen nachträglich eingebaut werden kann, da außer den anzubringenden Bohrungen keine weiteren konstruktiven Änderungen erforderlich sind.

Zur Schonung des Antriebsmotors bzw. der Antriebsmotoren beim Anfahren steht der Steuerkolben in Leerlaufstellung, so daß durch die voll geöffneten Überströmkanäle nur Verschiebearbeit geleistet wird, was gleichbedeutend mit einer minimalen Leistungsaufnahme ist. Nach dem Hochfahren wird der Steuerkolben in die zweite Endstellung verschoben und durch das vollständige Abdecken der Überströmkanäle wird der Zustand Vollastbetrieb erreicht.

Der Erfindungsgedanke ist auch auf Flügelzellenverdichter anwendbar, und zwar immer dann, wenn die Trennschieber beweglich in einem massiv ausgebildeten Rotor angeordnet sind. In diesem Falle erstrecken sich die Überströmkanäle von der zentralen Bohrung des Rotors aus durch die Wand des Rotors in die einzelnen Verdichterkammern, die aus dem Rotor, den zwei benachbarten Trennschiebern und dem Gehäuse gebildet werden.

In Weiterbildung des Erfindungsgedankens kann der verschiebbare Steuerkolben auch dazu benutzt werden, im Falle der öleingespritzten Schraubenverdichter eine zusätzliche regelbare Öleinspritzung zu schaffen. Dazu wird der Steuerkolben axial aufgebohrt und danach am offenen Ende wieder verschlossen. Über radial angeordnete Bohrungen und einen außen angebrachten Ringraum wird eine Verbindung des von außen durch die Gehäusewand zugeführten Öles mit der Zentralbohrung hergestellt. In der Leerlaufstellung wird kein zusätzliches Öl eingespritzt, da die Radialbohrungen durch die Bohrung der Achse des Schraubenrotors verschlossen werden. Bei Vollastbetrieb ist der Steuerkolben soweit verschoben, daß die Radialbohrungen frei sind und das Öl geregelt in den Profilgrund eingespritzt werden kann. Der Vorteil dieser Art der zusätzlichen Öleinsprtizung liegt darin, daß damit die Verdichtung im Profilgrund verbessert wird.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die nachfolgend erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 einen öleingespritzten regelbaren Schraubenverdichter im Längsschnitt entlang der Linie B-B, sowie zwei Aufbrüche entlang der Linie K-K in Fig. 2,

Fig. 2 einen horizontal geführten Längsschnitt der Linie A-A in Fig. 1 sowie einen Aufbruch entlang der Linie D-D in Fig. 3,

Fig. 3 einen partiellen Querschnitt entlang der Linie C-C in Fig. 2,

Fig. 4 ein zweites Ausführungsbeispiel eines öleingespritzten regelbaren Schraubenverdichters im horizontal geführten Längsschnitt sowie einen Aufbruch entlang der Linie F-F in Fig. 5,

Fig. 5 einen partiellen Querschnitt entlang der Linie E-E in Fig. 4,

Fig. 6 ein drittes Ausführungsbeispiel eines öleingespritzten regelbaren Schraubenverdichters im horizontal geführten Längsschnitt sowie einen Aufbruch wie in Fig. 2 und einen Aufbruch entlang der Linie L-L in Fig. 7,

Fig. 7 einen partiellen Querschnitt entlang der Linie G-G in Fig. 6,

Fig. 8 einen Teilausschnitt eines horizontal geführten Längsschnittes wie Fig. 2, jedoch mit über den Steuerkolben zugeführter Öleinspritzung, sowie einen Aufbruch entlang der Linie M-M in Fig. 9,

Fig. 9 einen partiellen Querschnitt entlang der Linie H-H.

In Fig. 1 ist ein öleingespritzter regelbarer Schraubenverdichter 1 im Längsschnitt entlang der Linie B-B in Fig. 2 dargestellt. Die Zufuhr des zu verdichtenden Mediums erfolgt in bekannter Weise über einen Ansaugstutzen 2 und das Ausschieben des verdichteten Mediums über den um 180° versetzten auf der anderen Seite des Gehäuses 3 angeordneten Druckstutzen 4. In dem Arbeitsraum 5 kämmen zwei Schraubenrotoren 6, 7 miteinander, von denen der eine als Rippenrotor (Hauptläufer) 6 und der andere als Nutenrotor (Nebenläufer) 7 ausgebildet ist. Der Arbeitsraum 5 wird axial durch die beiden einander gegenüberstehenden Stirnwände 8, 9 begrenzt, die radiale Begrenzung bildet das die Rotoren umfassende Gehäuse 3. Die Achsen der Rotoren 6, 7 sind mit ihren Zapfen 10, 11, 12, 13 in dem den Arbeitsraum 5 angrenzenden Teil des Gehäuses 3 gelagert.

Fig. 2 zeigt den öleingespritzten regelbaren Schraubenverdichter 1 im horizontal geführten Längsschnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der als Rippenrotor 6 ausgebildete Läufer angetrieben, wobei der Wellenstummel 14 abgedichtet aus dem Gehäusedeckel 15 herausragt. In dem als Nutenrotor 7 ausgebildeten Läufer ist auf der Druckseite des Verdichters eine axiale Sacklochbohrung 16 angebracht, die in Richtung Druckseite offen und im Bereich der druckseitigen Stirnwand 9 geschlossen ist. In jedem Zahngrund 17 des Nutenrotors 7 sind schlitzförmige Kanäle 18 eingefräst, die sich bis zur axialen Bohrung 16 erstrecken (Fig. 3), wobei die auf die Achsrichtung bezogene Länge der Schlitze gleich dem Stellweg 19 des Steuerkolbens 20 entspricht. Die in Fig. 2 dargestellte erste Endstellung 21 des Steuerkolbens 20 entspricht der Leerlaufstellung, da das verdichtete Medium über die Kanäle 18 in die zentrale Bohrung 16 strömt und von da aus wieder in die gegenüberliegenden Kanäle 18 in die saugseitigen Kammern. Nach dem Verschieben des Steuerkolbens 20 bis zur zweiten Endstellung 22 entspricht der Zustand dem Vollastbetrieb, da alle Kanäle 18 durch den Steuerkolben 20 abgedeckt sind. Jede Zwischenstellung entspricht einem Zustand zwischen Leerlauf und Vollast, wobei die Abhängigkeit zwischen Stellweg 19, des Steuerkolbens 20 und Veränderung der Überströmquerschnitte der Kanäle 18 linear ist, was für eine gute Regelcharakteristik Voraussetzung ist.

Der axial verschiebbare Steuerkolben 20 ist in der axialen Bohrung 16 des Nutenrotors 7 angeordnet und ist über einen in der Wand des Achszapfens 13 angeordneten Stift 23 mit dem Rotor verbunden. Die Verschiebung erfolgt in einer in die Oberfläche des Steuerkolbens 20 eingefrästen Längsnut 24, in die der Stift 23 mit seinem freien Ende hineinragt. Der am Achszapfen 13 angeordnete O-Ring 25 sorgt für die notwendige Abdichtung des Steuerkolbens 20 gegenüber der Bohrung 16, so daß keine Leckageverluste längs des Steuerkolbens 20 auftreten können.

Am als Zapfen 26 ausgebildeten Ende des Steuerkolbens 20 ist ein glockenförmiges Gehäuse 27 angeordnet, das mit einer Schiebestange 28 verbunden ist, die abgedichtet durch den Gehäusedeckel 37 geführt ist. Das glockenförmige Gehäuse 27 ist über ein am Außen- und Innenring fixiertes Wälzlager 29 mit dem Steuerkolben 20 formschlüssig verbunden. Das gestrichelt dargestellte glockenförmige Gehäuse 30 entspricht der Lage des Steuerkolbens 20, wenn er die zweite Endstellung 22 erreicht hat.

In Fig. 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines öleingespritzten und regelbaren Schraubenverdichters 1 dargestellt. Er entspricht mit Ausnahme der Überströmkanäle dem des in Fig. 1 und 2 dargestellten Beispieles. Die identischen Bezugszeichen wurden deshalb in Fig. 4 und 5 weggelassen. Die Überströmkanäle sind in diesem Beispiel nicht schlitzförmig, sondern bestehen aus in mehreren Querschnittsebenen angebrachten zylindrischen Bohrungen 31, 32, 33 (Fig. 5). Auch hier entspricht die erste Endstellung 21 des Steuerkolbens 20 dem Leerlauf- und die zweite Endstellung 22 dem Vollastbetrieb. Die Zwischenstellungen sind aber dann nicht mehr kontinuierlich, sondern gestuft, je nach Anzahl der im Abstand voneinander in Querschnittsebenen angeordneter zylindrischer Bohrungen. Dieses Ausführungsbeispiel ist dann von Bedeutung, wenn die Herstellung der schlitzförmigen Kanäle 18 (Fig. 2 und 3) Schwierigkeiten bereitet und die gestufte Regelung ausreichend ist.

Fig. 6 zeigt die erfindungsgemäße Weiterbildung des Überströmens des Mediums von der axialen Bohrung 16 zu den saugseitigen Kammern. Da alle anderen Teile des Verdichters identisch sind mit dem in Fig. 1 und 2 und 3 dargestellten Beispieles, werden nur die Bezugszeichen wiederholt, die für das Verständnis der Wirkungsweise dieses Ausführungsbeispieles erforderlich sind. Aufgrund der Minimierung der über den Kopf des Gegenläufers auftretenden Leckageverluste infolge der Unterbrechung der Zahngrundfläche 17 (Fig. 3), muß die Länge der schlitzförmigen Kanäle 18 begrenzt bleiben. Dadurch bedingt stellt sich im Leerlaufbetrieb an dieser Stelle ein mittlerer Druck ein, der etwas über dem Ansaugdruck liegt. Um dies zu vermeiden, erstreckt sich erfindungsgemäß die axiale Bohrung 16 durch den Arbeitsraum 5 bis in den Bereich der saugseitigen Stirnwand 8. Von da aus strömt das Medium über radial angebrachte Bohrungen 34 in den Ringraum 35 und über eine in der Stirnwand 8 angebrachten Ausnehmung 36 in den saugseitigen Bereich des Arbeitsraumes 5.

In Fig. 7 sind als partieller Ausschnitt entlang der Linie G-G die Einzelheiten der Rückführung in den saugseitigen Bereich dargestellt.

Fig. 8 zeigt einen Teilausschnitt eines horizontal geführten Längsschnittes wie in Fig. 2, jedoch mit der erfindungsgemäßen Nutzung des Steuerkolbens 20 für eine geregelte zusätzliche Ölein spritzung. Dafür ist der Steuerkolben 20 mit einer axialen Sackloch bohrung 40 versehen, die nach Anbringung am offenen Ende 41 durch ein Mittel, vorzugsweise durch einen Gewindestopfen, wieder verschlossen wird. Von der Sacklochbohrung 40 gehen im Abstand voneinander an geordnete radial verlaufende zylindrische Bohrungen 42, 43 aus, wobei die am Sacklochende 44 angebrachten Bohrungen mit einem an der Außenoberfläche des Steuerkolbens 20 angebrachten Ringraum 45 in Verbindung stehen. Der Achszapfen 13 weist an der Außenoberfläche eine Ringnut 46 auf, von der nach innen verlaufende zylindrische Bohrungen 47, 48 sich bis zu dem Ringraum 45 des Steuerkolbens 20 erstrecken. Die Verbindung der im Achszapfen 13 angebrachten zylindrischen Bohrungen 47, 48 mit dem Ringraum 45 des Steuerkolbens 20 wird über den gesamten Stellweg 19 des Steuerkolbens 20 aufrechterhalten. Die Ölzufuhr erfolgt über eine im Gehäuse 3 angebrachte Bohrung 49, die wiederum mit der Ringnut 46 des Achszapfens 13 in Verbindung steht. In der ersten Endstellung 21 des Steuerkolbens 20, die dem Leerlaufbetrieb entspricht, erfolgt keine zusätzliche Öleinspritzung, da die am Kopfende des Steuerkolbens 20 angebrachten Bohrungen 42 durch die Bohrung 16 des Achszapfens abgedeckt werden. Im Vollastbetrieb, die der zweiten Endstellung 22 des Steuerkolbens 20 entspricht, wird über die Bohrungen 42 in den Profilgrund des Nutenrotors 7 zusätzlich Öl 47 eingespritzt, so daß die Verdichtung verbessert wird.

In Fig. 9 ist der parallele Querschnitt entlang der Linie H-H dargestellt, wie das Überströmen und die zusätzliche Öleinspritzung zusammenwirken. Dazu kann die Ölzufuhr so reguliert werden, daß eine Optimierung an Überströmen und Verdichten durch die in den Profilgrund eingespritzte Ölmenge erreicht wird.

Claims

1. Regelbarer Schraubenverdichter mit zwei innerhalb eines an entgegengesetzten Stirnwänden mit einem Niederdruckeinlaß bzw. einem Hochdruckauslaß versehenen, die Rotoren aufnehmenden Arbeitsraumes, miteinander kämmenden Schraubenrotoren, deren Achsen in einem Gehäuse gelagert sind, wobei die Schraubenrotoren, von denen der eine als Rippenrotor (Hauptläufer) und der andere als Nutenrotor (Nebenläufer) ausgebildet ist, und das Gehäuse gegenseitig so ausgebildet sind, daß sie bei der Umdrehung der Schraubenrotoren sich im Volumen verändernde Verdichterkammern einschließen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Schraubenrotor (6, 7) eine axiale Bohrung (16) mit von dieser radial verlaufender in den Verdichterkammern ausmündender Kanäle (18, 31, 32, 33) aufweist und ein innerhalb der axialen Bohrung (16) abgedichteter mit dem Schraubenrotor (6, 7) verbundener, in axialer Richtung verschiebbarer Steuerkolben (20) angeordnet ist, mit einem durch zwei Endstellungen (21, 22) begrenzten Stellweg (19), der einem Öffnen bzw. Schließen der Überströmquerschnitte im Bereich der hochdruckseitigen Stirnwand (9) angeordneten Kanäle (18, 31, 32, 33) entspricht.

2. Regelbarer Schraubenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Bohrung (16) eine Sacklochbohrung ist, die auf der Saug-(2) oder Druckseite (4) offen ist und deren geschlossenes Ende im Bereich der druckseitigen Stirnwand (9) liegt.

3. Regelbarer Schraubenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Bohrung (16) sich mindestens durch den Arbeitsraum (5) erstreckt und auf der Saug-(2) oder Druckseite (4) geschlossen ist.

4. Regelbarer Schraubenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verschiebbare Steuerkolben (20) im Nutenrotor (Nebenläufer) (7) angeordnet ist.

5. Regelbarer Schraubenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verschiebbare Steuerkolben (20) bei Anordnung im nicht angetriebenen Läufer mit einem als Zapfen ausgebildeten Ende (26) auf der Saug-(2) oder Druckseite (4) aus der axialen Bohrung (16) herausragt.

6. Regelbarer Schraubenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verschiebbare Steuerkolben (20) bei Anordnung im angetriebenen Läufer bzw. in den angetriebenen Läufern mit einem als Zapfen ausgebildeten Ende (26) auf der dem Antrieb gegenüberliegenden Seite aus der axialen Bohrung (16) herausragt.

7. Regelbarer Schraubenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Zapfen (26) des Steuerkolbens (20) ein mit einer Schiebestange (28) verbundenes glockenförmiges Gehäuse (27) fixiert gelagert ist.

8. Regelbarer Schraubenverdichter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß im glockenförmigen Gehäuse (27) ein axial fixiertes Wälzlager (29) angeordnet ist, das sich mit seinem axial fixierten Innenring auf dem Zapfen (26) des Steuerkolbens (20) abstützt.

9. Regelbarer Schraubenverdichter nach den Ansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (26) des Steuerkolbens (20) und das glockenförmige Gehäuse (27) innerhalb des Verdichtergehäuses angeordnet ist und die Schiebestange (28) abgedichtet durch den Gehäusedeckel (37) geführt ist.

10. Regelbarer Schraubenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellweg (19) des Steuerkolbens (20) und die Überströmquerschnitte der Kanäle (18, 31, 32, 33) derart aufeinander abgestimmt und dimensioniert sind, daß eine lineare Abhängigkeit der Änderung der Überströmquerschnitte vom Stellweg (19) besteht.

11. Regelbarer Schraubenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubenrotor (6, 7) mindestens zwei von der axialen Bohrung (16) bis in den Zahngrund (17) sich erstreckende, einander gegenüberstehende Kanäle (18, 31, 32, 33) aufweist.

12. Regelbarer Schraubenverdichter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Zahngrund (17) ein von der axialen Bohrung (16) sich erstreckender Kanal (18, 31, 32, 33) ausmündet.

13. Regelbarer Schraubenverdichter nach den Ansprüchen 1, 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle im Querschnitt schlitzförmig (18) sind, wobei deren auf die Achsrichtung bezogene Länge dem Stellweg (19) des Steuerkolbens (20) entspricht.

14. Regelbarer Schraubenverdichter nach den Ansprüchen 1, 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle aus mindestens in einer Querschnittsebene liegender zylindrischer Bohrung (31, 32, 33) bestehen.

15. Regelbarer Schraubenverdichter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrischen Bohrungen (31, 32, 33) in mehreren im Abstand voneinander liegenden Querschnittsebenen angeordnet sind.

16. Regelbarer Schraubenverdichter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) der Steuerkolben (20) mit
- a1) einer axialen Sackbohrung (40), deren dem Arbeitsraum (5) zugewandtes offenes Ende (41) mit einem Mittel verschlossen ist und
- a2) von dieser aus radial verlaufende Bohrungen (42, 43), die axial im Abstand voneinander angeordnet sind, sowie
- a3) mit an der Außenoberfläche parallel zur Sacklochbohrung (40) verlaufenden Ringraum (45), der mit denen im Bereich des Sacklochendes (44) angebrachten radial verlaufenden Bohrungen (43) in Verbindung steht,
b) der Achszapfen (13) des Schraubenrotors (6, 7) mit
- b1) einer an der Außenoberfläche angebrachten Ringnut (46) und
- b2) von dieser aus radial nach innen verlaufenden Bohrungen (48), die im Bereich des Stellweges (19) des Steuerkolbens (20) mit dessen Ringraum (45) dauernd in Verbindung stehen,
c) das Verdichtergehäuse (3) mit einer durch die Wand sich erstreckenden Bohrung (49), die in der am Achszapfen (13) des Schraubenrotors (6, 7) angebrachten Ringnut (46) mündet.