DE3839224A1 - Transportkuehlaggregat - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Transportkühlaggregat nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Derartige Transportkühlaggregate finden Anwendung zur Klima­ tisierung der Laderäume von Lastwagen, Anhängern und Contain­ ern zum Transport verderblicher und gefrorener Lebensmittel.

Üblicherweise haben solche Transportkühlaggregate einen Ver­ brennungsmotor zum Antrieb des Kältemittelverdichters. Es ist auch üblich, den Motor wahlweise mit der einen oder anderen von zwei wählbaren Drehzahlen zu betreiben, je nach den Erfordernissen der Klimatisierungsbedingungen. Wenn bei­ spielsweise am Betriebsbeginn die Temperatur des zu klimati­ sierenden Laderaums auf den jeweiligen Einstellpunkt herunter­ gekühlt werden muß, wird das Kühlaggregat mit hoher Kälte­ leistung, also hoher Antriebsdrehzahl betrieben, bis die Tem­ peratur des klimatisierten Raumes einen vorgegebenen Tempera­ turbereich mit Bezug auf den Einstellpunkt erreicht. Danach wird der Motor auf die langsame Betriebsdrehzahl umgeschaltet und das Aggregat arbeitet mit niedrigerer Kühlleistung, bis der Einstellpunkt erreicht wird. Unterhalb des Einstellpunk­ tes arbeitet das Aggregat im Heizbetrieb mit niedriger Dreh­ zahl und wenn die Temperatur unter einen vorgegebenen Tempera­ turbereich mit Bezug auf den Einstellpunkt abfallen sollte, kann es im Heizbetrieb mit hoher Drehzahl betrieben werden. Die US-Patente 43 25 224 und 44 19 866 beschreiben Trans­ portkühlaggregate mit verschiedenen Heiz- und Kühlbetriebs­ arten mit jeweils hoher und niedriger Antriebsdrehzahl so­ wohl für Heiz- als auch Kühlbetrieb.

Transportkühlaggregate weisen außerdem üblicherweise einen Elektromagneten zur Betätigung der Drosselklappe des Verbren­ nungsmotors auf, wenn ein Umschalten von der einen Verdich­ terantriebsdrehzahl zur anderen erforderlich ist. Bei manchen Systemen dient der Antriebsmotor gleichzeitig auch zum An­ trieb von Verdampfer- und Kondensatorgebläsen, die nachste­ hend mit dem Oberbegriff Luftumwälzorgane bezeichnet sind, über einen entsprechenden Zwischentrieb mit wählbarem Über­ setzungsverhältnis, so daß die Luftumwälzorgane bei beiden Drehzahlen des Antriebsmotor stets mit etwa der gleichen Dreh­ zahl angetrieben werden. Dabei wird das Übersetzungsverhält­ nis automatisch umgeschaltet, wenn der für die Drehzahlum­ schaltung zuständige Elektromagnet anzieht bzw. abfällt. Sollte aber der Elektromagnet zur Betätigung der Drossel­ klappe in der Betriebsart mit hoher Drehzahl ausfallen, ent­ weder wegen mechanischer oder wegen elektrischer Defekte, würde trotzdem die Umschaltung des Übersetzungsverhältnisses erfolgen und ein erhebliches Überdrehen der Luftumwälzorgane verursachen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, bei einem Transportkühlaggregat der in Rede stehenden Gattung sicher­ zustellen, daß bei den vom Antriebsmotor angetriebenen Luft­ umwälzorganen jede Möglichkeit eines Überdrehens der Luft­ umwälzorgane infolge eines Versagens von Funktionsorganen ausgeschlossen ist.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch das im Anspruch 1 gekennzeichnete Transportkühlaggregat gelöst.

Die Erfindung schließt die Möglichkeit eines Überdrehens der Luftumwälzorgane bei deren Antrieb durch den Verdichteran­ triebsmotor über einen Drehzahlwandler mit treibenden und getriebenen Rollen und einem umschaltbaren Rollenübersetzungs­ verhältnis aus. Der Drehzahlwandler ist so aufgebaut, daß er den Antriebsmotor und die Luftumwälzorgane mechanisch derart verriegelt, daß eine zur Umschaltung der Antriebsmotordreh­ zahl erforderliche mechanische Bewegung nicht ohne gleich­ zeitige Umschaltung des Rollenübersetzungsverhältnisses er­ folgen kann.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Drehzahlwandler von einer Bauart, die eine mechanische Be­ wegung zum Umschalten des Übersetzungsverhältnisses notwen­ dig macht, beispielsweise durch ein elektrisches oder hydrau­ lisches Betätigungsorgan. Diese mechanische Bewegung zum Um­ schalten des Drehzahlwandlers ist mechanisch mit der Drossel­ klappe des Antriebsmotors gekuppelt, so daß gleichzeitig mit der Umschaltung des Übersetzungsverhältnisses des Drehzahl­ wandlers auch die Drehzahl des Antriebsmotors umgeschaltet wird. Wenn also eine mechanische Bewegung zur Übersetzungs­ verhältnisumschaltung des Drehzahlwandlers tatsächlich statt­ findet, findet zusammen mit der Umschaltung der Antriebsmotor­ drehzahl zwangsläufig auch die Umschaltung des Übersetzungs­ verhältnisses statt und die Antriebsdrehzahl der Luftumwälz­ organe wird zwangsläufig im wesentlichen konstant gehalten. Die erfindungsgemäße Anordnung macht den herkömmlichen Elek­ tromagneten zur Betätigung der Drosselklappe des Antriebs­ motors entbehrlich.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen mehr im einzelnen beschrieben, wobei

Fig. 1 das Transportkühlaggregat in sche­ matisierter Darstellung mit einem Drehzahlwandler in der einen Be­ triebsstellung (hohe Antriebsmotor­ drehzahl) und

Fig. 2 das Aggregat mit dem Drehzahlwand­ ler in der anderen Betriebsstellung (niedrige Antriebsmotordrehzahl) zeigt.

Die Fig. 1 und 2 zeigen jeweils in gleicher Weise in schematisierter Form ein Transportkühlaggregat mit einem Kältemittelverdichter 12, der von einem Antriebsmotor 14 angetrieben wird. Der Antriebsmotor 14 ist ein Verbrenn­ ungsmotor, beispielsweise ein Dieselmotor, mit einer Ab­ triebswelle 16, deren Längsachse in der Verlängerung mit 18 bezeichnet ist, und einem Drosselklappengestänge 20. Das Drosselklappengestänge weist eine Betriebsstellung 22 für hohe Drehzahl und eine Betriebsstellung 24 für niedrige Drehzahl auf, wobei diese Drehzahlen beispielsweise 2200 U/min bzw. 1400 U/min betragen können. Weiter weist das Transportkühlaggregat 10 einen Kondensator 26, einen Verdam­ pfer 28 und Luftumwälzorgane 30 auf, die ein Kondensatorge­ bläse 32 für den Kondensator 26, ein Verdampfergebläse 34 für den Verdampfer 28 und eine Welle 36 mit einer Längsach­ se 38 umfassen. Die Welle 36 ist beiden Gebläsen 32, 34 ge­ meinsam zugeordnet.

Die schematisierten Zeichnungen zeigen lediglich die zum Ver­ ständnis der Erfindung notwendigen Einzelheiten eines Trans­ portkühlaggregats und unterscheiden sich nur dadurch, daß Fig. 1 das Aggregat in der Betriebsstellung mit hoher An­ triebsdrehzahl und Fig. 2 das Aggregat in der Betriebsstel­ lung mit niedriger Antriebsdrehzahl zeigt.

Der Antriebsmotor 14 und die Luftumwälzorgane 30 sind mechanisch über einen Drehzahlwandler 36 gekuppelt, der dazwischen angeordnet ist. Der Drehzahlwandler 36, der im Axialschnitt dargestellt ist, weist eine Welle 38 mit einer Längsachse 40 und ein veränderliches Übersetzungs­ verhältnis auf.

Die Welle 38 verläuft längs der Achse 40 durch eine Hohl­ welle 46 hindurch. Auf den beiden entgegengesetzten Enden der Hohlwelle 46 sind Scheiben 48, 50 befestigt, während auf den entgegengesetzten Enden der Welle 38 Scheiben 42, 44 montiert sind. Die Scheiben 42, 48 sowie 44, 50 wir­ ken paarweise miteinander zusammen, indem sie jeweils eine axiale Hälfe einer Riemenrolle 52 bzw. 54 bilden. Die Welle 38 ißt dabei innerhalb der Hohlwelle 46 axial längs der Achse verschiebbar.

Die Hohlwelle 46 ist mit ihrem Außenumfang drehbar in einem Lagergehäuse 56 mittels Lagern 58 gelagert, und das La­ gergehäuse 56 ist zwischen dem Antriebsmotor 14 und den Luftumwälzorganen 30 so angeordnet, daß die Längsachsen 18, 38 und 40 der Wellen 16, 36 und 38 jeweils zueinander parallel verlaufen.

Außerdem ist das Lagergehäuse 56 senkrecht zur Richtung der Achsen 18, 38 und 40 entlang der Distanz 64 zwischen der Antriebsmotorachse 18 und der Gebläsewellenachse 38 um einen gewissen Schaltweg 67 verschiebbar, wie durch den Doppelpfeil 60 angedeutet ist. Dazu kann das Lagerge­ häuse 56 auf einer geeigneten Führung 62, beispielsweise Führungsschienen oder Stangen oder dergl., geführt sein, die eine solche Verschiebebewegung bei gleichzeitigem Aus­ schluß einer axialen Verschiebung in Richtung der Achse 40 zulassen. Während dabei die Distanz 64 zwischen den Ach­ sen 18 und 38 der Wellen 16 und 36 jeweils festbleibt, verändern sich die Distanzen zwischen den Achsen 40 und 18 und den Achsen 40 und 38.

Zur Verschiebung des Lagergehäuses 56 längs seiner Führung dient ein Betätigungsorgan 66, das durch eine Steuerein­ heit 68 des Kühlaggregats angesteuert wird. Ein (nicht dar­ gestelltes) Drehzahlrelais zieht an, wenn hohe Verdichter­ drehzahl erforderlich ist, und fällt ab, wenn niedrige Ver­ dichterdrehzahl erforderlich ist. Dieses Drehzahlrelais steu­ ert das Betätigungsorgan 66 derart, daß beim Anziehen des Relais, also bei Anforderung hoher Drehzahl, das Betätigungs­ organ 66 das Lagergehäuse 56 in Richtung zum Antriebsmo­ tor 14 hin verschiebt, nämlich in die in Fig. 1 dargestellte Betriebsstellung. In entsprechender Weise verschiebt das Be­ tätigungsorgan 66 das Lagergehäuse 56 beim Abfallen des Drehzahlrelais in Richtung zu den Luftumwälzorganen 30 hin, also in die in Fig. 2 gezeigte Betriebsstellung.

Um die geradlinige Verschiebebewegung des Drehzahlwandlers deutlich zu machen, ist in Fig. 2 die Lage der Längsachse 40 der Welle 38 in der Betriebsstellung für hohe Drehzahl mar­ kiert und die Lage der Achse in der dargestellten Stellung für niedrige Drehzahl mit 40′ bezeichnet. Die dazwischen­ liegende, mit 67 bezeichnete Distanz stellt den möglichen Verschiebeweg bei Betätigung durch das Betätigungsorgan 66 dar.

Das Betätigungsorgan 66 kann ein Elektromagnet sein, ähn­ lich dem Drosselklappenelektromagneten bei herkömmlichen Aggregaten, der bei der vorliegenden Erfindung entfällt, oder es kann sich auch um ein hydraulisches Organ handeln. Bei hydraulischer Ausführung kann die Betätigung durch den Öldruck des Antriebsmotors erfolgen, wie beispielsweise aus der US-PS 43 29 957 bekannt ist.

Der Drehzahlwandler 36 ist durch einen V-Riemen 74 zwischen der durch die Rollenhälften 44 und 50 gebildeten Riemen­ rolle 54 und einer auf der Antriebsmotorwelle 16 sitzenden Riemenrolle 70 mit der Antriebsmotorwelle und über einen V-Riemen 76 zwischen der durch die Rollenhälften 42 und 48 der Riemenrolle 52 und einer auf der Gebläsewelle 36 sitzen­ den Riemenrolle 72 mit der Gebläsewelle gekuppelt. Außerdem ist das Lagergehäuse 56 des Drehzahlwandlers 36 über eine Kuppelstange 78 mechanisch mit dem Drosselklappengestänge 20 gekuppelt. Die Riemenrolle 54 des Drehzahlwandlers 36 wird also durch den Antriebsmotor angetrieben, während die Rie­ menrolle 52 den Abtrieb des Drehzahlwandlers 36 zum Antrieb der Luftumwälzorgane 30 bildet.

Die beiden V-Riemen 74 und 76 sind praktisch undehnbar aus­ geführt. Wenn also das Betätigungsorgan 66 den Drehzahlwand­ ler 36 in Richtung zum Antriebsmotor 14 und dabei von den Luftumwälzorganen 30 wegverschiebt, drückt die Spannung im Riemen 76 die Riemenrollenhälften 42 und 48 auseinander, d.h. das in der Zeichnung untere Riementrum nähert sich der relativen Lage der Wellenachse 40 an, so daß sich der wirk­ same Durchmeser dieser Riemenrolle verringert. Gleichzeitig werden die beiden Riemenrollenhälften 44 und 50 näher zu­ sammengeschoben, wodurch sich das in der Zeichnung obere Trum des Riemens 74 von der relativen Lage der Wellenachse 40 entfernt und dadurch der wirksame Durchmesser der Riemenrol­ le 54 sich vergrößert. Gleichzeitig bewegt die Verschiebung des Drehzahlwandlers 36 zum Antriebsmotor 14 hin das Dros­ selklappengestänge 20 in seine Betriebsstellung für hohe Drehzahl. Wenn also das Übersetzungsverhältnis des Drehzahl­ wandlers 36 in einer Richtung verändert wird, daß die Dreh­ zahl der Luftumwälzorgane 30 verringert, wird gleichzeitig die Stellung des Drosselklappengestänges 20 in einer Rich­ tung verändert, die eine Erhöhung der Antriebsmotordrehzahl bewirkt. Im Ergebnis hält man also eine im wesentlichen kon­ stante Drehzahl der Riemenrolle 72 und der Luftumwälzor­ gane 30. Das Betätigungsorgan 66 kann den Drehzahlwand­ ler 36 nicht ohne Bewirkung einer Veränderung des Über­ setzungsverhältnisses verschieben, und diese Verschiebung bewirkt zwangsläufig auch eine gleichzeitige Veränderung der Drehzahl des Antriebsmotors 14 und des Verdichters 12.

In gleicher Weise erzeugt eine Verschiebung des Drehzahlwand­ lers 36 vom Antriebsmotor 14 weg und zu den Luftumwälz­ organen 30 hin aufgrund der Spannung in Riemen 74 ein Auseinanderdrücken der Rollenhälften 44 und 50 und somit eine relative Bewegung des in der Zeichnung oberen Trums des Riemens 74 zur Achse 40 hin mit entsprechender Verringe­ rung des wirksamen Durchmessers der Riemenrolle 54 bei gleichzeitigem Annähern der Rollenhälften 42 und 48 und entsprechender relativer Entfernung des in der Zeichnung un­ teren Drums des Riemens 76 von der Wellenachse 40 und entsprechender Vergrößerung des wirksamen Durchmessers der Riemenrolle 52. Die Verschiebung des Drehzahlwandlers 36 vom Antriebsmotor 14 weg bewirkt gleichzeitig auch eine Bewegung des Drosselklappengestänges 20 in die Betriebs­ stellung für niedrige Drehzahl. Wenn also das Übersetzungs­ verhältnis in einer Richtung verändert wird, die zu einer Steigerung der Drehzahl der Luftumwälzorgane 30 führt, wird gleichzeitig das Drosselklappengestänge 20 in einer Richtung verstellt, welche die Drehzahl des Antriebsmotors 14 verringert, wieder mit dem Ergebnis einer im wesentlichen konstant bleibenden Drehzahl der Riemenrolle 72 und der Luftumwälzorgane 30.

Die so hergestellte mechanische Kupplung zwischen dem An­ triebsmotor 14 und den Luftumwälzorganen 30 über den Drehzahl­ wandler 36 verhindert also in jedem Fall ein Überdrehen der Luftumwälzorgene durch Versagen irgendeiner Komponente der Anordnung, weil die richtige Zuordnung von Antriebsmotor­ drehzahl und Drehzahl der Luftumwälzorgane stets erhalten bleibt. Außerdem zeichnet sich die mechanische Anordnung durch niedrigen Kostenaufwand, robuste und zuverlässige Bau­ weise des Drehzahlwandlers und Schaltbarkeit durch einfache geradlinige Verschiebung des Drehzahlwandlers zur gleichzei­ tigen Veränderung der Drehzahlen von Antriebsmotorwelle und Gebläsewelle aus.

Claims (4)

1. Antrieb für Transportkühlaggregate, deren Antriebsmotor (14) den Kältemittelverdichter (12) sowie die Luftumwälzorgane (30) antreibt, wobei der Antriebsmotor drehzahlumschaltbar ist und die Antriebsverbindung zwischen Antriebsmotor und Luftumwälz­ organen ein Getriebe mit veränderlicher Übersetzung enthält, dadurch gekennzeichnet, daß:

• a) das Getriebe als Reibrollen-Drehzahlwandler (36) ausgebildet ist, bei welchen das Übersetzungsverhältnis durch Verschiebung der Reibrollen (42, 48, 44, 50) längs der Distanz (64) zwischen Antriebsmotor (14) und Luftumwälzorgenen (30) um eine gewisse Strecke zwischen zwei Übersetzungsverhältnissen veränderbar ist,
• b) ein Betätigungsorgan (66) zum Verschieben der Reibrollen vorgesehen ist, und
• c) ein mechanisches Gestänge (78, 20) zwischen dem Drehzahl­ wandler (36) und dem Antriebsmotor (14) vorgesehen ist, über welches bei Verschiebung der Reibrollen gleichzeitig die An­ triebsmotordrehzahl umgeschaltet wird.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das die Antriebsverbindung zwischen Antriebsmotor (14) und Luftum­ wälzorganen (30) als Keilriementrieb ausgebildet ist und die Reibrollen zwei verstellbare Keilriemenrollen sind, von denen eine (54) über einen Keilriemen (74) vom Antriebs­ motor (14) angetrieben wird und die andere (52) über einen Keilriemen (76) die Luftumwälzorgane (30) antreibt, und daß durch Verschiebung der Reibrollen der wirksame Reibrollen­ radius, auf welchem die Reibrollen mit dem jeweiligen Keil­ riemen zusammenwirken, bei den beiden Riemenrollen gegen­ sinnig verändert wird.

3. Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Riemenrolle (52, 54) aus zwei scheibenförmigen Halb­ rollen (42, 48, 44, 50) besteht, von denen jeweils eine Halbrolle (42, 44) axial fest und die andere Halbrolle (48, 50) axial um eine gewisse Distanz verschiebbar ist und die verschiebbaren Halbrollen beider Riemenrollen so gewählt und axial miteinander fest verbunden (46) sind, daß eine Vergrö­ ßerung des Abstands der Halbrollen einer Riemenrolle (z.B. 52) eine gleichzeitige Verringerung des Abstands der Halbrollen der jeweils anderen Riemenrolle (z.B. 54) bewirkt.

4. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Antriebsmotor (14) ein Verbrennungsmotor ist und das mechanische Gestänge (78, 20) zwischen dem Dreh­ zahlwandler (36) und dem Antriebsmotor (14) die Drosselklap­ pe des Verbrennungsmotors zwischen zwei Stellungen umschaltet.