DE19507975A1 - Flügelzellenverdichter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Flügelzellenverdichter (im folgenden: FZV), bei welchem die Fördermenge verstellbar ist, also einen FZV mit variabler Fördermenge.

Die japanische Patent-Offenlegungsschrift 63-259 190 zeigt und beschreibt einen FZV mit variabler Fördermenge. Dieser hat einen Hubring, der innerhalb eines Gehäuses ausgebildet ist und in dem ein Rotor drehbar angeordnet ist. Die beiden axialen Enden des Hubrings werden durch Seitenteile verschlossen, die an diesen axialen Enden befestigt sind. In Schlitzen des Rotors sind Flügel verschiebbar angeordnet, um den Raum zwischen der Innenseite des Hubrings und der Außenseite des Rotors in mehrere Verdichtungs­ kammern zu unterteilen. Diese Verdichtungskammern werden jeweils entweder mit einer Einlaßöffnung oder mit einer Auslaßöffnung in Verbindung gebracht, um ein Kühlgas (z. B. für eine Klimaanlage) anzusaugen, zu verdichten, und das verdichtete Kühlgas auszustoßen. Bei diesem bekannten FZV ist eine verdrehbare Platte vorgesehen, die verdrehbar zwischen einem der Seitenteile, z. B. einem vorderen Seitenteil, und dem Rotor, angeordnet ist, um die maximale Fördermenge der einzelnen Verdich­ tungskammern zu steuern, wenn diese von der Außenseite abgeschlossen werden. Ein Steuerschieber ist verschiebbar angeordnet in einer zur Aufnahme dieses Steuerschiebers vorgesehenen Ausnehmung im vorderen Seitenteil, und ein mit der verdrehbaren Platte verbundener Stift steht in Eingriff mit diesem Steuerschieber. Die zur Aufnahme des Steuerschiebers dienende Ausnehmung ist durch den Steuerschieber unterteilt in eine erste Druckkammer, der das Kühlgas mit einem Druck zugeführt wird, der dem Förderdruck entspricht, und eine zweite Druckkammer, der Öl mit einem Druck zugeführt wird, der dem Förderdruck entspricht, und zwar über einen Ventilmechanismus, der den Saugdruck verwendet, wodurch infolge der entgegengesetzten Wirkung zwischen den Drücken in der ersten und der zweiten Druck­ kammer die verdrehbare Platte entsprechend verdreht wird. - Zwischen der verdrehbaren Platte und dem vorderen Seitenteil ist ein dichtender Abschnitt vorgesehen, um Gebiete höheren und tieferen Drucks voneinander zu trennen. Eine Zufuhrleitung ist vorgesehen, welche mit dem dichtenden Abschnitt in Verbindung steht, um letzterem Öl mit einem Druck zuzuführen, der dem Förderdruck entspricht.

Wenn bei einem solchen FZV mit variabler Fördermenge der Spalt zwischen der verdrehbaren Platte und dem Hubring groß wird, nimmt die Menge an vorbeiströmendem Kühlgas zu, das von den Verdichtungs­ kammern im Hubring über diesen Spalt nach außen leckt. Dies reduziert den Verdichtungs-Wirkungsgrad (volumetrischen Wirkungsgrad η_v). Der Druck, der auf die Unterseite der Flügel einwirkt, nimmt ab, so daß die Flügel klappern, und ggf. entstehen auch durch das Spiel der verdrehbaren Platte weitere Geräusche. Aus diesen Gründen sollte die verdrehbare Platte gegen den Hubring gepreßt werden.

Bei dem FZV nach der genannten JP-OS ist zur Verhinderung von Leckverlusten von Kühlgas, das in die erste Druckkammer eingeleitet wird und dessen Druck dem Förderdruck entspricht, ein Dichtabschnitt, nämlich eine ringförmige Nut und ein darin angeordneter Dichtring zwischen dem vorderen Seitenteil und der verdrehbaren Platte angeordnet. Dieser Dichtabschnitt dient zur dichtenden Trennung der Gebiete mit höherem und niedrigerem Druck voneinander, und er wird versorgt mit Schmieröl, das unter Förderdruck steht. Dieses Schmieröl übt folglich einen dem Förderdruck entsprechenden hohen Druck direkt auf die verdrehbare Platte aus, um diese gegen die Seite des Hubrings zu pressen.

Um jedoch mittels des Dichtrings und des Schmieröls in ausreichendem Maße zu verhindern, daß Kühlgas, welches in die erste Druckkammer eingeleitet wird, und dessen Druck dem Förderdruck entspricht, aus der ersten Druckkammer nach außen leckt, muß man den Dichtring so stark gegen die verdrehbare Platte pressen, daß man ein Lecken des Schmieröls zwischen dem Dichtring und der verdrehbaren Platte verhindern kann. Infolgedessen bewirkt die Reibungskraft zwischen dem Dichtring und der verdrehbaren Platte einen großen Widerstand für die Drehung der verdrehbaren Platte und verhindert so eine geschmeidige, leichte Drehung der verdrehbaren Platte.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen neuen Flügelzellenverdichter (FZV) mit variabler Fördermenge bereitzustellen.

Nach der Erfindung wird diese Aufgabe gelöst durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1. Da das ringförmige Anpreßglied, das man auch als Ringkolben bezeichnen kann, die vom Verdichterteil abgewandte Stirnfläche der verdrehbaren Platte über das Axiallager beaufschlagt, und da der Hochdruck auf diejenige Stirnfläche des ringförmigen Anpreßgliedes geleitet wird, die von der verdrehbaren Platte abgewandt ist, wirkt der Hochdruck über das Axiallager auf die verdrehbare Platte und preßt diese gegen den Hubring. Infolgedessen kann man verhindern, daß der Spalt zwischen der verdrehbaren Platte und dem Hubring zunimmt, und die verdrehbare Platte erfährt einen verringerten Reibungswiderstand, was eine leichte, geschmeidige Drehung derselben ermöglicht.

In bevorzugter Weise wird als Hochdruck der Förderdruck des Kühlgases verwendet, das aus einer Verdichtungskammer gefördert wird. Auf diese Weise wirkt der Förderdruck, welcher als hoher Druck aus der Verdichtungskammer im Hubring gefördert wird, auf diejenige Stirnfläche des ringförmigen Anpreßgliedes, die vom Hubring abgewandt ist. Deshalb nimmt auch beim Zustand mit kleinster Last die Kraft, welche über das Axiallager auf die verdrehbare Platte wirkt, nicht stark ab und hält dadurch die Kraft, welche die verdrehbare Platte gegen den Hubring preßt, auf einem hohen Wert, um den Spalt zwischen der verdrehbaren Platte und dem Hubring klein zu halten.

In bevorzugter Weise wird eine Kammer zur Zufuhr von Förderdruck an einer Zwischenstelle des Durchlasses für die Zufuhr des hohen Druckes angeordnet, um Schwankungen des Kühlgasdruckes zu dämpfen. Nach dieser bevorzugter Ausführungsform werden Druckschwankungen des Kühlgases, welches aus der Verdichtungskammer über den Durchlaß für die Zufuhr des hohen Druckes der von der verdrehbaren Platte abgewandten Seite des Anpreßgliedes, also der dortigen Anpreß­ druckkammer zugeführt wird, durch die Kammer zur Zufuhr von Förderdruck gedämpft. Förderdruck mit einem im wesentlichen konstanten Druckwert wird auf diese Weise der Anpreßdruckkammer zugeführt, unabhängig von Kapazitätsänderungen des Verdichters, wodurch es möglich ist, die Anpreßkraft zum Anpressen der verdrehbaren Platte gegen den Hubring im wesentlichen konstantzuhalten.

In bevorzugter Weise weist die Antriebsvorrichtung eine Steuerdruck­ kammer auf, welcher ein Steuerdruck zuführbar ist, ferner einen Kolben, der abhängig von der Variation des Steuerdrucks eine hin- und hergehende Bewegung ausführt, um die verdrehbare Platte zu verdrehen, ferner eine Hochdruckkammer, welcher der aus der Verdich­ tungskammer kommende Förderdruck zuführbar ist, ferner einen ersten gedrosselten Durchlaß, welcher eine Verbindung zwischen der Steuer­ druckkammer und der Hochdruckkammer bildet, und eine Drucksteuer­ ventilanordnung, welche abhängig von der Höhe des Saugdrucks den Zustand der Verbindung zwischen der Saugdruckkammer und der Steuerdruckkammer steuert, um so den Steuerdruck abhängig vom Saugdruck zu verändern. Dies ermöglicht eine sichere Steuerung der Fördermenge des Verdichters abhängig von der Höhe des Saugdrucks.

Bei einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung weist der FZV mit variabler Fördermenge eine Anpreßdruckkammer auf der von der verdrehbaren Platte abgewandten Seite des ringförmigen Anpreßgliedes auf, ferner einen zweiten gedrosselten Durchlaß, der eine Verbindung zwischen der Hochdruckkammer und der Anpreßdruckkammer bildet, wobei der zweite gedrosselte Durchlaß einen kleineren Durchmesser aufweist als der erste gedrosselte Durchlaß.

Wenn bei dieser bevorzugten Ausführungsform die Drehzahl des Verdichters plötzlich stark abfällt, so daß der Steuerdruck und der Anpreßdruck infolge Unterbrechung der Verbindung zwischen der Steuerdruckkammer und der Saugdruckkammer ansteigen, wird der Anpreßdruck in der Anpreßdruckkammer niedriger als der Steuerdruck in der Steuerdruckkammer, wodurch die Reibung zwischen der verdrehbaren Platte und dem Hubring reduziert wird. Deshalb tritt in diesem Fall das sogenannte Festhalte­ phänomen nicht auf, bei dem durch eine zu hohe Anpreßkraft auf die verdrehbare Platte diese - durch zu hohe Reibung - an einer Drehung (zur Anpassung der Fördermenge) gehindert wird. Dieses Festhaltephänomen würde sonst auftreten, wenn die Drehzahl des Verdichters plötzlich abfällt. Da es bei dieser bevorzugten Ausführungsform nicht auftritt, kann bei ihr der Saugdruck bei allen Betriebszuständen im wesentlichen konstant gehalten werden.

In bevorzugter Weise ist die Kapazität der Anpreßdruckkammer größer als die Kapazität der Steuerdruckkammer dann, wenn sich die ver­ drehbare Platte in ihrer Stellung für kleinste Last befindet.

Hierdurch wird in zuverlässiger Weise eine Differenz zwischen dem Steuerdruck und dem Anpreßdruck erzeugt, was eine noch stabilere Regelung der Fördermenge ermöglicht.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Flügelzellen­ verdichter mit variabler Fördermenge eine Anpreßdruckkammer auf der von der verdrehbaren Platte abgewandten Seite des ringförmigen Anpreßgliedes auf, ferner einen zweiten gedrosselten Durchlaß, der eine Verbindung zwischen der Hochdruckkammer und der Anpreß­ druckkammer bildet, wobei der Förderdruck in der Hochdruckkammer der Anpreßdruckkammer über den ersten gedrosselten Durchlaß, die Steuerdruckkammer, und die zweite Drossel zuführbar ist.

Wenn bei dieser bevorzugten Ausführungsform die Drehzahl des Verdichters plötzlich stark abfällt, so daß der Steuerdruck und der Anpreßdruck infolge Unterbrechung der Verbindung zwischen der Steuerdruckkammer und der Saugdruckkammer zunehmen, wird der Anpreßdruck in der Anpreßdruckkammer niedriger als der Steuerdruck in der Steuerdruckkammer, wodurch die Reibung zwischen der verdreh­ baren Platte und dem Hubring reduziert wird. Deshalb tritt das Festhaltephänomen (siehe oben) nicht auf, das sonst auftreten würde, wenn die Drehzahl des Verdichters plötzlich abfällt, und dies macht es möglich, den Saugdruck ständig im wesentlichen konstant zu halten.

In bevorzugter Weise hat der zweite gedrosselte Durchlaß einen kleineren Durchmesser als der erste gedrosselte Durchlaß. Hierdurch wird in zuverlässiger Weise eine Differenz zwischen dem Steuerdruck und dem Anpreßdruck erzeugt, was eine noch stabilere Regelung der Fördermenge bei einem solchen FZV mit variabler Fördermenge ermöglicht.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den im folgenden beschriebenen und in der Zeichnung dargestellten, in keiner Weise als Einschränkung der Erfindung zu verstehenden Ausführungsbeispielen, sowie aus den übrigen Unter­ ansprüchen. Es zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen FZV mit variabler Fördermenge, nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung,

Fig. 2 eine vergrößerte Ausschnittsdarstellung, welche einen Teil des Verdichters der Fig. 1 zeigt,

Fig. 3 eine Draufsicht auf ein Ende des Verdichters der Fig. 1, gesehen in Richtung des Pfeiles A der Fig. 1,

Fig. 4 einen Schnitt, gesehen längs der Linie E-E der Fig. 8,

Fig. 5 einen Schnitt, gesehen längs der Linie D-D der Fig. 3,

Fig. 6 eine Draufsicht auf das hintere Seitenteil, gesehen längs der Linie B-B der Fig. 1,

Fig. 7 eine Ansicht, gesehen längs der Linie C-C der Fig. 1, welche einen Zustand zeigt, bei dem sich der Kolben in der Stellung für kleinste Last befindet,

Fig. 8 eine Darstellung analog Fig. 7, aber bei einem Zustand, bei welchem sich der Kolben in der Stellung für mittlere Last befindet,

Fig. 9 eine schematische Darstellung, welche wesentliche Teile eines FZV mit variabler Fördermenge nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt,

Fig. 10 eine vergrößerte Teildarstellung analog Fig. 2, welche einen Teil eines FZV mit variabler Fördermenge nach einem zweiten Ausführungsbeispiel darstellt,

Fig. 11 eine Schnittdarstellung ähnlich Fig. 5, welche Teile des Verdichters der Fig. 10 zeigt,

Fig. 12 ein Diagramm, welches die Ergebnisse von Versuchen zeigt, die bei dem Verdichter mit variabler Fördermenge gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel nach den Fig. 9 bis 11 durchgeführt wurden; abweichend vom Üblichen erstreckt sich hier die Zeitachse von rechts nach links, wie durch den Pfeil angedeutet,

Fig. 13 eine schematische Darstellung, welche wesentliche Teile eines FZV mit variabler Fördermenge nach einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, und

Fig. 14 ein Schaubild analog Fig. 12, welches Ergebnisse von Versuchen zeigt, die bei einer Abwandlung des ersten Ausführungsbeispiels durchgeführt wurden; auch hier geht die Zeitachse, abweichend vom Üblichen, von rechts nach links.

Fig. 1 zeigt einen Flügelzellenverdichter (FZV) mit variabler Fördermenge, nach einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Dieser FZV hat einen Hubring 1 mit einer Innenseite 1a, welche einen im wesentlichen elliptischen Querschnitt hat. Ein vorderes Seitenteil 2 ist am vorderen Ende 1b des Hubrings 1 befestigt. An diesem Teil 2 ist seinerseits ein vorderes Kopfteil 4 befestigt, und die Teile 2 und 4 definieren zwischen sich eine Förderdruckkammer 3. Ein hinteres Seitenteil 5 ist am hinteren Ende 1c des Hubrings 1 befestigt. Ein hinteres Kopfteil 7 ist am rechten Ende des hinteren Seitenteils 5 befestigt, und diese beiden Teile definieren zwischen sich eine Saugdruckkammer 6. Im Hubring 1 ist ein Rotor 8 drehbar angeordnet, und es ist eine Rotationsachse 9 vorgesehen, auf welcher der Rotor 8 starr befestigt ist.

Die Drehachse 9 ist in Radiallagern 10, 11 gelagert, welche im vorderen Seitenteil 2 bzw. dem hinteren Seitenteil 5 angeordnet sind.

Ein Auslaßanschluß 4a ist in einem oberen Wandabschnitt des vorderen Kopfteils 4 ausgebildet, und durch diesen Anschluß 4a wird im Betrieb Kühlgas gefördert. In einer Wand des hinteren Kopfteils 7 ist ein Ansauganschluß 7a ausgebildet, durch welchen das Kühlgas angesaugt wird. Der Auslaßanschluß 4a steht mit der Förderdruckkammer 3 in Verbindung, und der Sauganschluß 7a steht mit der Saugdruckkammer 6 in Verbindung.

Zwischen der Innenseite 1a des Hubrings 1 und dem Außenumfang des Rotors 8 ist an zwei diametral gegenüberliegenden Stellen je ein Verdichtungsraum 12, 12 ausgebildet. Am Außenumfang des Rotors 8 sind axiale Schlitze 8a mit gleichen Umfangsabständen angeordnet. In jedem dieser Schlitze 8a ist ein Flügel 13 radial verschiebbar angeordnet. Dies entspricht dem üblichen Aufbau eines FZV, und hinsichtlich näherer Einzelheiten solcher FZV kann hinge­ wiesen werden auf folgende Schriften:

DE 36 23 825.2 C2 (D37),
DE 38 00 324.4 C2 (D41),
DE 39 10 659.4 C2 (D44),
DE 39 36 357.0 C2 (D46),
EP 0 301 312 C (EP42).

Die beiden Verdichtungsräume 12 werden durch die Flügel 13, welche bei ihrer Drehung in Gleitkontakt mit der Innenseite 1a des Hubrings 1 stehen, in mehrere Verdichtungskammern variabler Kapazität unterteilt.

Wie Fig. 1 zeigt, sind Kühlmittel-Auslaßöffnungen 14 durch gegen­ überliegende Seitenwände des Hubrings 1 an diametral gegenüber­ liegenden Stellen angeordnet. Fig. 1 zeigt nur ein solches Paar von Auslaßöffnungen 14. Ein Auslaßventil 15 ist an jeder der Auslaßöffnungen 14 vorgesehen. Ferner werden zwischen der Außen­ seite des Hubrings 1 und den daran befestigten Deckeln 16 für die Auslaßventile Förderdruckräume 17 definiert, in welche das verdichtete Kühlgas fließt, das aus den Auslaßöffnungen 14 gefördert wurde. Die Förderdruckräume 17 stehen mit der Förder­ druckkammer 3 übel Förderdurchlässe 18 in Verbindung, welche im vorderen Seitenteil 2 ausgebildet sind.

Fig. 3 zeigt die hintere Stirnseite des hinteren Kopfteils 7, gesehen in Richtung des Pfeiles A der Fig. 1.

Fig. 6 zeigt eine Stirnseite des hinteren Seitenteils 5, gesehen in Richtung der Pfeile B der Fig. 1, und Fig. 7 zeigt die andere Stirnseite des hinteren Seitenteils 5, gesehen in Richtung der Pfeile C der Fig. 1, und zwar bei einem Zustand, wo sich der (nachfolgend beschriebene) Kolben 17 in seiner Stellung für mittlere Last befindet.

Die eine Stirnseite des hinteren Seitenteils 5, welche dem Hubring 1 gegenüberliegt, ist mit einer ringförmigen Ausnehmung 5a versehen, vgl. Fig. 6. Diese Ausnehmung 5a dient zur Aufnahme einer verdrehbaren Platte 20, welche durch eine Antriebsvorrichtung 30 antreibbar ist, die nachfolgend beschrieben wird.

Im hinteren Seitenteil 5 sind an zwei diametral gegenüberliegenden Stellen zwei Kühlmitteleinlässe 5b ausgebildet. Die verdrehbare Platte 20 ist ihrerseits an diametral gegenüberliegenden Stellen mit jeweils einer Aussparung 20a versehen. Das Kühlgas in der Saugdruckkammer 6 wird über die Kühlmittel-Einlaßöffnungen 5b im hinteren Seitenteil 5 und die Aussparungen 20a in der verdreh­ baren Platte 20 in die Verdichtungsräume 12 des Verdichterteils angesaugt.

Die verdrehbare Platte 20 in der ringförmigen Ausnehmung 5a kann verdreht werden zwischen einer Stellung für minimale Last und einer Stellung für maximale Last. In der Stellung für minimale Last wird die Lage der verdrehbaren Platte 20, welche den Zeitpunkt der Beendigung des Saughubs zum Ansaugen des Kühlgases über die Kühlmittel-Einlaßöffnungen 5b und die Aussparungen 20a (Beginn des Verdichtungshubs) bestimmt, eingestellt auf eine sehr stark verzögerte Stellung, wodurch die Fördermenge bzw. Kapazität der Verdichtungskammern jeweils auf ein Minimum eingestellt wird. In der Stellung für maximale Last wird die Lage der verdrehbaren Platte 20, welche den Zeitpunkt der Beendigung des Ansaughubes festlegt, in eine stark voreilende Stellung eingestellt, wodurch die Fördermenge bzw. Kapazität der einzelnen Verdichtungskammern jeweils auf einen Maximalwert eingestellt wird. Auf diese Weise ist es möglich, die Fördermenge bzw. Kapazität der einzelnen Verdichtungskammern kontinuierlich zu verändern.

Fig. 8 zeigt die andere Seite des hinteren Seitenteils 5 in einer Darstellung analog Fig. 7, aber bei einem Zustand, bei welchem sich der Kolben 32 in einer Stellung für mittlere Last befindet.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch das hintere Seitenteil 5, gesehen längs der Linie E-E der Fig. 8, und Fig. 5 zeigt einen teilweisen Schnitt, gesehen längs der Linie D-D der Fig. 3.

Die Antriebsvorrichtung 30 (Fig. 4) ist verschiebbar angeordnet in einer zylindrischen Kammer 5c, welche im hinteren Seitenteil 5 ausgebildet ist, und sie weist hauptsächlich den erwähnten Kolben 32 auf, der in Eingriff steht mit einem Verbindungszapfen oder -stift 31 (vgl. Fig. 1), der an der verdrehbaren Platte 20 befestigt ist, um letztere zu verdrehen, und aus einer Druck­ steuervorrichtung 70 zum Steuern der hin- und hergehenden Bewegung des Kolbens 32. Der Verbindungszapfen 31 ragt in Richtung zum hinteren Kopfteil 7, und sein freies Ende greift ein in eine Ringnut 32a, welche sich um den Umfang des Kolbens 32 herum erstreckt, wie in den Fig. 1 und 7 dargestellt, und dieser Zapfen ist auch verschiebbar im Eingriff in einer bogenförmigen Führungsöffnung 5d, welche im hinteren Seitenteil 5 ausgebildet ist. Hierdurch kann der Kolben 32 eine hin- und hergehende Bewegung in der Zylinder­ kammer 5c ausführen, wodurch das freie Ende des Verbindungszapfens 31 in der bogenförmigen Führungsöffnung 5d gleitet und dabei die verdrehbare Platte 20 verdreht.

Wie in Fig. 4 dargestellt, ist in die Zylinderkammer 5c an einem Ende derselben ein Federführungsglied 33 eingesetzt, welches einen Führungsabschnitt 33a in Form einer Stange bzw. eines Zapfens aufweist. Dieses Ende der Zylinderkammer 5c ist dichtend abgeschlossen durch ein Feder-Widerlagerteil 33b des Federführungsglieds 33, und durch einen O-Ring 34. Das Feder-Widerlagerteil 33b ist mittels eines Stifts 35 am hinteren Seitenteil 5 befestigt. Das andere Ende der Zylinderkammer 5c ist dichtend abgeschlossen durch einen Stopfen 36 und einen O-Ring 37. Der Stopfen 36 ist mittels eines Stifts 38 am hinteren Seitenteil 5 befestigt.

Zwischen einer Stirnseite des Kolbens 32 und der inneren Stirnseite des Feder-Widerlagerteils 33b des Federführungsglieds 33 ist eine Niederdruckkammer 39 definiert, in welche der Saugdruck Ps eingelei­ tet wird, welcher in der Saugdruckkammer 6 herrscht. Zwischen der anderen Stirnseite des Kolbens 32 und der inneren Stirnseite des Stopfens 36 ist eine Steuerdruckkammer 40 definiert, in welche ein Steuerdruck Pc eingeleitet wird, der nachfolgend erläutert wird.

Auf den Kolben 32 wirken entgegengesetzte Kräfte. In Richtung nach links (bezogen auf Fig. 4) wirkt die Summe der Kraft einer Feder 41, welche zwischen dem rechten Ende des Kolbens 32 und dem Feder-Widerlagerteil 33b des Federführungsglieds 33 angeordnet ist, ferner der Saugdruck Ps, der in die Niederdruckkammer 39 eingeleitet wird. Diese beiden Kräfte sind bestrebt, den Kolben 32 in seine Stellung für minimale Last zu verschieben, also bezogen auf Fig. 4 nach links, und in dieser Stellung wird die Fördermenge des Verdichters auf ein Minimum eingestellt. Dagegen ist der Steuerdruck Pc in der Steuerdruckkammer 40 bestrebt, den Kolben 32 nach rechts in seine Stellung für maximale Last zu ver­ schieben, in der die Fördermenge ihr Maximum erreicht. Infolgedessen bewegt sich je nach den Änderungen des Steuerdrucks Pc der Kolben 32 in der Zylinderkammer 5c hin und her. Überschreitet der Steuerdruck Pc den Saugdruck Ps plus die Beaufschlagungskraft der Feder 41, so wird der Kolben 32 in Richtung zur Vollaststellung verschoben; wird dagegen der Steuerdruck Pc kleiner als der Saugdruck Ps plus die Beaufschlagungskraft der Feder 41, so wird der Kolben 32 in Richtung zur Kleinstlaststellung verschoben.

Fig. 5 zeigt eine Drucksteuervorrichtung 70, deren Funktion es ist, den Steuerdruck Pc, welcher in die Steuerdruckkammer 40 eingeleitet wird, abhängig vom Saugdruck Pc in der Saugdruckkammer 6 zu verändern. Diese Drucksteuervorrichtung 70 weist ein Kugelventil 45 auf zum Öffnen und Schließen eines Verbindungsdurchlasses, welcher eine Verbindung zwischen einem Hochdruckraum (Steuerdruckraum) 43 und einer Balgenkammer 44 herstellt. Ferner weist sie eine Feder 55 auf zum Beaufschlagen des Kugelventils 45 in Schließrichtung, ferner einen Stößel 50, der beaufschlagt wird vom Förderdruck Pd, welcher über einen Hochdruck-Verbindungsdurchlaß 47 zugeführt wird, um das Kugelventil 45 in Schließrichtung zu beaufschlagen. Die Drucksteuervorrichtung weist ferner einen Balgen 46 (in der Balgenkammer 44) auf, und der Saugdruck Ps aus der Saugdruckkammer 6 wird der Balgenkammer 44 zugeführt, um eine Expansion oder Kontraktion des Balgens 46 abhängig von Variationen des Saugdrucks Ps zu bewirken, welcher Saugdruck augenblicklich in der Balgenkammer 44 herrscht. Wie dargestellt, ist ein Stößel 51 an einem freien Ende des Balgens 46 befestigt, und dieser Stößel beaufschlagt das Kugelventil 45 in Öffnungsrichtung, wenn der Balgen 46 expandiert. Der Balgen 46 arbeitet nach dem Barometerprinzip und enthält hierzu, wie dargestellt, eine Druckfeder.

Der Durchlaß 47 zum Einleiten von Hochdruck wird gebildet von einem Verbindungsdurchlaß 47a im Hubring 1, einer Anschlußöffnung 47b, einem Verbindungsdurchlaß 47c, einer Förderdruck-Einleitungs­ kammer 47d mit entsprechend großem Volumen, und einem Verbindungs­ durchlaß 47e, welche alle im hinteren Seitenteil 5 ausgebildet sind. Der Verbindungsdurchlaß 47a steht in direkter Verbindung mit dem Förderraum 17 (vgl. Fig. 1), in welchen das Kühlgas aus dem Verdichtungsraum 12 gefördert wird. Der Verbindungsdurchlaß 47e steht in Verbindung mit dem Hochdruckraum 43 über eine Drossel 42, durch welche das aus dem Verdichtungsraum 12 geförderte Kühlgas in den Hochdruckraum 43 eingeleitet wird, um dort den Steuerdruck Pc zu erzeugen.

Ferner steht der Hochdruckraum 43 über einen Verbindungsdurchlaß 48 in Verbindung mit der Steuerdruckkammer 40 (vgl. Fig. 4), und durch diesen Verbindungsdurchlaß 48 wird der Steuerdruck Pc, welcher im Hochdruckraum 43 wirksam ist, der Steuerdruckkammer 40 zugeführt.

Wird der Saugdruck Ps kleiner als ein vorgegebener Wert, so expandiert der Balgen 46 - unter der Wirkung seiner Feder - gegenüber dem Zustand, welcher in Fig. 5 dargestellt ist, um das Kugelventil 45 zu öffnen und dadurch den Steuerdruck Pc im Hochdruckraum 43 und der Steuerdruckkammer 40 zu senken. Wird dagegen der Saugdruck Ps höher als ein vorgegebener Wert, so kontrahiert der Balgen 46 in den in Fig. 5 dargestellten Zustand, erhöht dadurch den Steuerdruck Pc im Hochdruckraum 43, und dadurch auch den Steuerdruck in der Steuerdruckkammer 40. Der vorgegebene Wert (Sollwert) kann eingestellt werden mittels einer Stellschraube 52.

Wie in Fig. 2 dargestellt, ist ein ringförmiger Kolben (ringförmiges Anpreßglied) 54 in einer ringförmigen Aussparung 5e angeordnet, welche im Boden der ringförmigen Ausnehmung 5a des hinteren Seitenteils 5 ausgebildet ist. Wie dargestellt, umschließt dieser Ringkolben 54 die Welle 9. Der Ringkolben 54 liegt an gegen ein Axiallager 53 auf einer Stirnseite 20b der verdrehbaren Platte 20, und zwar auf deren vom Hubring 1 abgewandten Seite.

Zwischen dem Boden 5f der ringförmigen Aussparung 5e und einer Stirnseite 54a des Ringkolbens 54 auf dessen von der verdrehbaren Platte 20 abgewandten Seite ist eine Anpreßdruckkammer 60 ausgebildet, in welche der Förderdruck Pd über einen Verbindungs­ durchlaß 55 eingeleitet wird, vgl. Fig. 2. Der Verbindungsdurchlaß 55 ist im hinteren Seitenteil 5 ausgebildet, und sein eines Ende öffnet sich zu der Förderdruck-Einleitungskammer 47d (vgl. Fig. 5) der Hochdruck-Zuführleitung 47, und sein anderes Ende öffnet sich zum Boden 5f der ringförmigen Aussparung 5e. Der Verbindungs­ durchlaß 55, die Anschlußöffnung 47b, der Verbindungsdurchlaß 47c und die Förderdruck-Einführungskammer 47d bilden einen Hochdruck- Einleitungsdurchlaß 61, welcher es ermöglicht, das Kühlgas, welches aus dem Verdichtungsraum 12 gefördert wird, in die Anpreßdruck­ kammer 60 einzuleiten, also zur Stirnfläche 54a des Ringkolbens 54 auf der von der verdrehbaren Platte 20 abgewandten Seite dieses Kolbens.

Um zu verhindern, daß der Förderdruck Pd, welcher in der Anpreß­ druckkammer 60 herrscht, zur Niederdruckseite abströmt, also zur Saugdruckkammer 6, sind O-Ringe 56 (innen) und 57 (außen) zwischen dem Ringkolben 54 und der Ringnut 5e vorgesehen. Der Ringkolben 54 ist mit mindestens einem Innengewinde 54b versehen, um sein Herausnehmen aus der ringförmigen Aussparung 5e zu erleichtern.

Arbeitsweise des ersten Ausführungsbeispiels

Bei Betriebsbeginn des Verdichters ist der Steuerdruck Pc niedrig, so daß der Kolben 32 sich in seiner Stellung für minimale Last befindet, wie in Fig. 4 dargestellt, wodurch sich die verdrehbare Platte 20 ebenfalls in ihrer Stellung für kleinste Last befindet und der Verdichter mit reduzierter Fördermenge betrieben wird.

Überschreitet der Saugdruck Ps den vorgegebenen Wert, so zieht sich der Balgen 46 in seine in Fig. 5 dargestellte Stellung zusammen und bewirkt, daß sich das Kugelventil 45 schließt, wodurch der Steuerdruck Pc, welcher im Hochdruckraum 43 und der Steuerdruckkammer 40 herrscht, zunimmt, um den Kolben 32 aus der Stellung für kleinste Last in Richtung zur Stellung für maximale Last zu verschieben, also, bezogen auf Fig. 4, nach rechts. Beispielsweise kann der Kolben 32 aus der in Fig. 8 dargestellten Stellung für kleinste Last verschoben werden in die in Fig. 7 dargestellte Stellung für mittlere Last. Über den Verbindungs­ zapfen 31 wird diese Verschiebung übertragen auf die verdrehbare Platte 20, und dadurch wird diese aus der Stellung für Kleinstlast in Richtung zur Stellung für maximale Last verdreht und folglich die Förderkapazität des Verdichters erhöht.

Wird der Saugdruck Ps kleiner als der vorgegebene Wert, so expandiert der Balgen 46 ausgehend von dem in Fig. 5 dargestellten Zustand (unter der Wirkung der in ihm angeordneten Feder), und bewirkt, daß sich das Kugelventil 45 öffnet, wodurch der Steuer­ druck Pc im Hochdruckraum 43 und der Steuerdruckkammer 40 abnimmt und der Kolben 32 aus der Stellung für maximale Last in Richtung zur Stellung für kleinste Last verschoben wird. Bezogen auf Fig. 4 ist dies eine Bewegung nach links, und diese wird über den Verbindungszapfen 31 auf die verdrehbare Platte 20 übertragen, wodurch letztere in Richtung von der Stellung für maximale Last zur Stellung für kleinste Last verdreht wird und dadurch die Fördermenge reduziert wird.

Auf diese Weise wird die verdrehbare Platte 20 abhängig vom Saugdruck Ps verdreht, um die Fördermenge bzw. Kapazität des Verdichters in kontinuierlicher Weise zu verändern.

Bei dem FZV mit variabler Fördermenge nach dem ersten Ausführungs­ beispiel wird der Ringkolben 54 aufgenommen von der ringförmigen Aussparung 5e des hinteren Seitenteils 5 und beaufschlagt über das Axiallager 53 die vom Hubring 1 abgewandte Stirnseite 20b der verdrehbaren Platte 20. Der Förderdruck Pd, welcher der Stirnseite 54a des Ringkolbens 54 auf dessen von der verdrehbaren Platte 20 abgewandten Seite zugeführt wird, wirkt über das Axiallager 53 auf die verdrehbare Platte 20, um diese gegen den Hubring 1 zu pressen. Dadurch wird der Reibungswiderstand, der auf die verdrehbare Platte 20 wirkt, reduziert, und dies ermög­ licht eine leichte, geschmeidige Drehung der verdrehbaren Platte 20 und verhindert, daß der Spalt zwischen ihr und dem Hubring 1 zunimmt.

Die in Fig. 5 dargestellte Förderdruck-Zuleitungskammer 47d hat eine große Kapazität (Volumen). Sie ist in einem Zwischenbereich der Hochdruck-Zuführleitung 61 angeordnet, welche Leitung dazu dient, das Kühlgas, das aus dem Verdichtungsraum 12 im Hubring 1 gefördert wird, in die Anpreßdruckkammer 60 einzuleiten, also zu der Stirnseite 54a des Ringkolbens 54, welche von der verdrehbaren Platte 20 abgewandt ist. Das große Volumen der Förderdruck-Zuleitungskammer 47d bewirkt eine Dämpfung von Schwankungen des Drucks im Kühlgas, das vom Verdichtungsraum 12 über die Hochdruck-Zuführungsleitung 61 der Stirnfläche 54a des Ringkolbens 54 auf dessen von der verdrehbaren Platte 20 abgewandten Seite zugeführt wird. Dies verringert Druckpulsationen, so daß der Förderdruck Pd mit einem im wesentlichen konstanten Wert der erwähnten Stirnfläche 54a des Ringkolbens 54 über die Hochdruck-Zuführleitung 61 zugeführt wird, unabhängig von Änderungen der Kapazität (Fördermenge) des Verdichters. Dies ermöglicht es, den Spalt zwischen der verdrehbaren Platte 20 und dem Hubring 1 im wesentlichen konstant zu halten, unabhängig von Änderungen der Kapazität des Verdichters, und dabei eine leichte, geschmeidige Drehung der verdrehbaren Platte 20 aufrechtzuerhalten.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 9 bis 12 wird nun ein FZV mit variabler Fördermenge nach einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben.

Beim ersten Ausführungsbeispiel steht die Anpreßdruckkammer 60 über den Verbindungsdurchlaß 55 in Verbindung mit dem Förderdruck- Zuführkanal 47d, und gleichzeitig steht die Steuerdruckkammer 40 über den Verbindungsdurchlaß 48 in Verbindung mit dem Hochdruckraum 43 Deshalb ist der Anpreßdruck Pa (beim ersten Ausführungsbeispiel entspricht dieser Anpreßdruck Pa dem Förder­ druck Pd) stets höher als der Steuerdruck Pc in der Steuerdruck­ kammer 40. Ferner ist bei einer Variante des ersten Ausführungs­ beispiels, bei welcher die Anpreßdruckkammer 60 mit dem Hochdruck­ raum 43 über einen zweiten gedrosselten Durchlaß in Verbindung steht, der einen Durchmesser hat, der größer ist als derjenige des Verbindungsdurchlasses (ersten gedrosselten Durchlasses) 48, der Anpreßdruck Pa stets größer als der Steuerdruck Pc.

Wenn sich beim ersten Ausführungsbeispiel und der beschriebenen Variante der Verdichter in einem Übergangszustand befindet, bei welchem die Drehzahl des Verdichters plötzlich von einem hohen zu einem niedrigen Wert fällt, tritt ein Festhaltephänomen auf, bei welchem der Kolben nicht verschoben werden kann. Infolgedessen wird es unmöglich, die Fördermenge so zu verändern, daß der Saugdruck Ps im wesentlichen konstant wird, nämlich gleich einem Soll-Saugdruck Po.

Bei einem solchen Übergangszustand des Verdichters erfährt der Saugdruck Ps eine vorübergehende Änderung relativ zum Soll- Saugdruck Po. Wenn die Drucksteuervorrichtung 70 die Verbindung zwischen dem Hochdruckraum 43 und der Saugdruckkammer 6 unter­ bricht, um den Steuerdruck Pc und den Anpreßdruck Pa zu erhöhen, gilt, daß der Anpreßdruck Pa größer oder gleich dem Steuerdruck Pc ist, so daß die Kraft des Ringkolbens 54, mit der dieser über das Axiallager die verdrehbare Platte 20 gegen den Hubring 1 preßt, exzessiv groß wird, wodurch der Reibungswiderstand zwischen der verdrehbaren Platte 20 und dem Hubring 1 vergrößert wird, und eine leichte, geschmeidige Verdrehung der verdrehbaren Platte 20 verhindert. Dies bewirkt das oben erwähnte Festhaltephänomen.

Fig. 14 zeigt Ergebnisse von Versuchen, die bei der vorstehend beschriebenen Variante durchgeführt wurden, wobei der Durchmesser des ersten gedrosselten Durchlasses (Verbindungsdurchlaß 48) auf etwa 2,0 mm eingestellt wurde, der Durchmesser des zweiten gedrosselten Durchlasses 55 auf etwa 2,5 mm, und das Volumen (Kapazität) der Anpreßdruckkammer 60 auf 1,84 cm³. Es ist darauf hinzuweisen, daß sich in Fig. 14 die Zeitachse von rechts nach links erstreckt, abweichend von sonstigen Darstellungen. Wie man Fig. 14 entnimmt, erfährt bei einem plötzlichen Abfall der Drehzahl Nc des Verdichters von einer hohen Drehzahl zu einer niedrigen Drehzahl der Saugdruck P_s, welcher im wesentlichen auf einen festgelegten Wert geregelt wird (Soll-Saugdruck Po), eine vorübergehende Änderung, nämlich eine Zunahme, bezogen auf den Soll-Saugdruck Po. Das Ergebnis ist das Festhaltephänomen, welches von der strichpunktierten Linie der Fig. 14 umrandet ist.

Der FZV mit variabler Fördermenge nach dem zweiten Ausführungsbeispiel ergibt eine Verbesserung gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel, und es wird verhindert, daß das Festhaltephänomen bei einem plötzlichen Abfall der Drehzahl auftritt, so daß der Saugdruck im wesentlichen konstant gehalten wird.

Fig. 9 zeigt in schematischer Form wesentliche Teile und Elemente eines FZV mit variabler Fördermenge nach dem zweiten Ausführungsbeispiel.

Wie in Fig. 9 und 11 dargestellt, steht der Verbindungsdurchlaß 47e über einen Verbindungsdurchlaß 42′, dessen Durchmesser größer ist als derjenige des Verbindungsdurchlasses 42 nach dem ersten Ausführungsbeispiel, mit dem Steuerdruckraum 43 in Verbindung.

Dies ermöglicht es, den Förderdruck Pd in den Raum 43 einzuführen, weshalb dieser auch als Hochdruckraum bezeichnet wird.

Ferner steht der Hochdruckraum 43 mit der Steuerdruckkammer 40 (Fig. 9) über eine Steuerdruck-Zuführleitung (den ersten gedrosselten Durchlaß) 48 in Verbindung, und der Förderdruck Pd im Hochdruckraum 43 wird hinsichtlich seiner Ausbreitungs­ geschwindigkeit gedrosselt durch die Steuerdruck-Zuführverbindung 48, um den Steuerdruck Pc in der Steuerdruckkammer 40 zu erzeugen.

Wie die Fig. 9 und 10 zeigen, steht die Anpreßdruckkammer 60 mit dem Hochdruckraum 43 über eine Anpreßdruck-Zuführleitung (den zweiten gedrosselten Durchlaß) 5g im hinteren Seitenteil 5 in Verbindung. Hierdurch kann der Förderdruck Pd im Hochdruckraum 43 in die Anpreßdruckkammer 60 eingeleitet werden, um dort den Anpreßdruck Pa zu erzeugen, während der Förderdruck Pd hinsichtlich seiner Ausbreitungsgeschwindigkeit gedrosselt wird durch die Anpreßdruck-Zufuhrleitung 5g.

Der Durchmesser der Anpreßdruck-Zufuhrleitung 5g wird auf einen kleineren Wert eingestellt als denjenigen der Steuerdruck- Zuführleitung 48, so daß der Anpreßdruck Pa niedriger ist als der Steuerdruck Pc, und zwar um eine erforderliche Differenz, wenn der Steuerdruck Pc und der Anpreßdruck Pa zunehmen, nachdem die Verbindung zwischen dem Hochdruckraum 43 und der Balgenkammer 44 durch das Kugelventil 45 unterbrochen wird. Beispielsweise wird der Durchmesser der Anpreßdruck-Zufuhrleitung 5g auf 0,3 mm eingestellt, während der Durchmesser der Steuerdruck- Zuführleitung 48 auf 0,5 mm eingestellt wird.

Um sicherzustellen, daß der Anpreßdruck Pa um die erforderliche Differenz niedriger ist als der Steuerdruck Pc, wird das Volumen der Anpreßdruckkammer 60 größer gemacht als dasjenige der Steuerdruckkammer 40 in der in Fig. 4 dargestellten Stellung für kleinste Last. Beispielsweise wird das Volumen der Anpreß­ druckkammer 60 auf 3,5 cm³ eingestellt.

Bei dem FZV mit variabler Fördermenge nach dem zweiten Ausführungs­ beispiel wird der Durchmesser der Zufuhrleitung 5g für den Anpreßdruck, also des zweiten gedrosselten Durchlasses, kleiner gemacht als der Durchmesser der Steuerdruck-Zuführleitung (des ersten gedrosselten Durchlasses) 48. Fällt in einem Übergangsbereich des Verdichters dessen Drehzahl plötzlich ab, so wird der Anpreßdruck Pa, welcher in der Anpreßdruckkammer 60 erzeugt wird, wenn der Steuerdruck Pc und der Anpreßdruck Pa infolge Unterbrechung der Verbindung zwischen dem Hochdruckraum 43 und der Balgenkammer 44 zunehmen, niedriger als der Steuerdruck Pc, welcher in der Steuerdruckkammer 40 erzeugt wird, und hierdurch wird der Reibungswiderstand zwischen der verdrehbaren Platte 20 und dem Hubring 1 verringert.

Ferner wird beim zweiten Ausführungsbeispiel das Volumen der Anpreßdruckkammer 60 größer gemacht als das Volumen der Steuerdruck­ kammer 40 dann, wenn sich der Kolben 32 in seiner - in Fig. 4 dargestellten - Stellung für kleinste Last befindet. Deshalb wird der Anpreßdruck Pa zuverlässig kleiner als der Steuerdruck Pc, und zwar um die erforderliche Differenz, wodurch eine stabilere Fördermengenregelung ermöglicht wird.

Auch in Fig. 12 erstreckt sich die Zeitachse, abweichend vom Üblichen, von rechts nach links. Diese Figur zeigt Ergebnisse eines Versuchs, der beim Verdichter nach der zweiten Ausführungsform durchgeführt wurde, wobei der Durchmesser der Anpreßdruck-Zufuhrleitung 5g auf 0,3 mm und der Durchmesser der Steuerdruck-Zufuhrleitung 48 auf 0,5 mm eingestellt wurde, wobei das Volumen der Anpreßdruckk­ ammer 60 auf 3,5 mm³ eingestellt wurde. Wie aus Fig. 12 klar hervorgeht, wird bei einem plötzlichen Abfall der Drehzahl Nc (ausgehend von einer hohen Drehzahl) der Saugdruck Ps im wesentlichen auf seinen Sollwert geregelt, und er nimmt nur an der in Fig. 12 mit einem X bezeichneten Stelle etwas zu, wird danach aber im wesentlichen auf den festgelegten Wert geregelt, also den Soll- Saugdruck Po. Mit anderen Worten tritt das Festhaltephänomen, das in Fig. 14 mit der strichpunktierten Linie umrandet ist, beim zweiten Ausführungsbeispiel nicht auf.

Fig. 13 zeigt in schematischer Weise wesentliche Teile und Elemente eines FZV mit variabler Fördermenge nach einem dritten Ausführungs­ beispiel der Erfindung.

Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom zweiten dadurch, daß die Anpreßdruckkammer 60 mit der Steuerdruckkammer 40 über die Anpreßdruck-Zuführleitung (den zweiten gedrosselten Durchlaß) 5g in Verbindung steht, wodurch der Förderdruck Pd im Hochdruckraum 43 zu der Anpreßdruckkammer 60 über die Steuerdruck-Zufuhrleitung (den ersten gedrosselten Durchlaß) 48, die Steuerdruckkammer 40, und die Anpreßdruck-Zufuhrleitung 5g zugeführt wird.

Bei dem FZV nach dem dritten Ausführungsbeispiel ist also die Anpreßdruckkammer 60 hinter, d. h. auf der Abströmseite, der Steuerdruckkammer 40 angeordnet. Ähnlich wie beim zweiten Ausführungsbeispiel wird bei einem Übergangszustand des Verdichters, bei dem dessen Drehzahl plötzlich abfällt, der Anpreßdruck Pa, welcher in der Anpreßdruckkammer 60 erzeugt wird, wenn der Steuerdruck Pc und der Anpreßdruck Pa infolge Unterbrechung der Verbindung zwischen dem Hochdruckraum 43 und dem Balgenraum 44 zunehmen, niedriger als der Steuerdruck Pc, der in der Steuerdruck­ kammer 40 erzeugt wird, wodurch der Reibungswiderstand zwischen der verdrehbaren Platte 20 und dem Hubring 1 verringert wird. Deshalb wird bei einem solchen Übergangszustand des Verdichters verhindert, daß das Festhaltephänomen auftreten kann, also eine Verhinderung der Verschiebung des Kolbens 32, und dadurch wird der Saugdruck im wesentlichen auf einem festen Wert gehalten, nämlich dem gewünschten Sollwert.

Da beim dritten Ausführungsbeispiel der Durchmesser der Anpreßdruck- Zufuhrleitung 5g kleiner gemacht wird als derjenige der Steuerdruck- Zufuhrleitung 48, drosselt die Anpreßdruck-Zufuhrleitung 5g die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Steuerdrucks Pc ausgehend von der Steuerdruckkammer 40 zur Anpreßdruckkammer 60, und hierdurch wird in zuverlässiger Weise eine Differenz erzeugt zwischen dem Steuerdruck Pc und dem Anpreßdruck Pa, was es ermöglicht, die Fördermengenregelung auf eine stabilere Weise auszuführen.

Naturgemäß sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung vielfache Abwandlungen und Modifikationen möglich. Zur Verlangsamung des Druckanstiegs in der Anpreßdruckkammer 60 bei transienten, schnellen Drehzahländerungen wurden vorstehend verschiedene Möglichkeiten beschrieben, und diese können naturgemäß auch in geeigneter Weise miteinander kombiniert werden, um ein zuverlässiges Arbeiten der Fördermengenverstellung bei allen Betriebszuständen sicherzustellen.

Claims (12)

1. Flügelzellenverdichter mit variabler Fördermenge,
mit einem Hubring (1), der eine innere Umfangsfläche (1a) mit im wesentlichen elliptischem Querschnitt hat,
mit einem im Hubring (1) drehbar angeordneten Rotor (8), welcher eine äußere Umfangsfläche und darin ausgebildete, jeweils einen radial verschiebbaren Flügel (13) aufnehmende Schlitze aufweist,
mit zwei an gegenüberliegenden Enden des Hubrings (1) befestigten Seitenteilen (2, 5), welche jeweils innere, dem Hubring (1) zugewandte Seiten aufweisen, von denen eine mit einer ringförmigen Ausnehmung (5a) versehen ist,
mit mindestens einer Verdichtungskammer (12), welche von der inneren Umfangsfläche (1a) des Hubrings (1) und der äußeren Umfangsfläche des Rotors (8) begrenzt ist,
ferner mit einer verdrehbaren Platte (20), welche in der ringförmigen Ausnehmung (5a) des einen Seitenteils (5) angeordnet ist zwecks Verdrehung zwischen einer Stellung für Mindestlast, welche die Fördermenge des Verdichters auf ein Minimum einstellt, und einer Stellung für Höchstlast, welche die Fördermenge des Verdichters auf ein Maximum einstellt, mit einer Saugdruckkammer (6), in welche im Betrieb ein Kühlgas angesaugt wird,
und mit einer vom Saugdruck (Ps) in der Saugdruckkammer (6) beeinflußten Antriebsvorrichtung (30) zum drehenden Antrieb der verdrehbaren Platte (20),
ferner mit einem Axiallager (53), das auf einer vom Hubring (1) abgewandten Seite der verdrehbaren Platte (20) angeordnet ist,
einem ringförmigen Anpreßglied (54), das in dem einen Seitenteil (5) angeordnet ist und im Betrieb die vom Hubring (1) abgewandte Seite der verdrehbaren Platte (20) über das Axiallager (52) beaufschlagt,
und mit einem Durchlaß (5g) zur Zufuhr von Hochdruck zu einer von der verdrehbaren Platte (20) abgewandten Seite (54a) des ringförmigen Anpreßgliedes (54), um letzteres in Richtung auf das Axiallager (53) zu beaufschlagen.

2. Flügelzellenverdichter nach Anspruch 1, bei welchem als hoher Druck der Förderdruck (Pd) des Kühlgases verwendet wird, das aus der Verdichtungskammer (12) gefördert wird.

3. Flügelzellenverdichter nach Anspruch 1 oder 2, bei welchem eine Kammer (47d) zur Zufuhr von Förderdruck (Pd) an einem Zwischenabschnitt des Durchlasses (47c, 47e, 5g) für Hochdruck vorgesehen ist, um Druckschwankungen des Kühlgases zu dämpfen.

4. Flügelzellenverdichter nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei welchem der Boden der ringförmigen Ausnehmung (5a) des einen Seitenteils (5) mit einer zusätzlichen ringförmigen Aussparung (5f) versehen ist, welche das ringförmige Anpreßglied (54) aufnimmt.

5. Flügelzellenverdichter nach Anspruch 4, bei welchem eine Anpreßdruckkammer (60) zwischen dem Boden der zusätzlichen ringförmigen Aussparung (5f) und der von der verdrehbaren Platte (20) abgewandten Seite des ringförmigen Anpreßglieds (54) vorgesehen ist, wobei dieser Druckkammer (60) der Hochdruck von dem Durchlaß (5g) für Hochdruck zuführbar ist.

6. Flügelzellenverdichter nach Anspruch 5, bei welchem mindestens ein Dichtglied (56, 57) zwischen dem Boden (5f) der zusätzlichen ringförmigen Aussparung und der von der verdrehbaren Platte (20) abgewandten Seite (54a) des ringförmigen Anpreßgliedes (54) vorgesehen ist, um ein Lecken des hohen Druckes aus der Druckkammer (60) nach außen zu verhindern.

7. Flügelzellenverdichter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem die Antriebsvorrichtung (30) eine Steuerdruckkammer (40) aufweist, welcher ein Steuerdruck (Pc) zuführbar ist,
ferner einen Kolben (32), der abhängig von der Höhe dieses Steuerdrucks (Pc) im Betrieb eine hin- und hergehende Bewegung ausführt, um die verdrehbare Platte (20) zu verdrehen,
ferner eine Hochdruckkammer (47d), welcher der aus der Verdichtungskammer kommende Förderdruck (Pd) zuführbar ist,
ferner einen ersten gedrosselten Durchlaß (42), welcher eine Verbindung zwischen der Steuerdruckkammer (40, 43) und der Hochdruckkammer (47d) herstellt,
und eine Drucksteuerventilanordnung (45), welche abhängig von der Höhe des Saugdrucks (Ps) den Zustand der Verbindung zwischen der Saugdruckkammer (6, 44) und der Steuerdruckkammer (40, 43) steuert, um den Steuerdruck (Pc) abhängig vom Saugdruck (Ps) zu verändern.

8. Flügelzellenverdichter nach Anspruch 7, bei welchem auf der von der verdrehbaren Platte (20) abgewandten Seite des ringförmigen Anpreßgliedes (54) eine Anpreßdruckkammer (60) vorgesehen ist, ferner ein zweiter gedrosselter Durchlaß (5g), welcher eine Verbindung zwischen der Hochdruckkammer (43) und der Anpreßdruckkammer (60) bildet und welcher einen kleineren Durchmesser aufweist als der erste gedrosselte Durchlaß (48).

9. Flügelzellenverdichter nach Anspruch 8, bei welchem die Kapazität der Anpreßdruckkammer (60) größer ist als die Kapazität der Steuerdruckkammer (40) dann, wenn sich die verdrehbare Platte (20) in ihrer Stellung für kleinste Last befindet.

10. Flügelzellenverdichter nach Anspruch 7, bei welchem auf der von der verdrehbaren Platte (20) abgewandten Seite des ringförmigen Anpreßgliedes (54) eine Anpreßdruckkammer (60) vorgesehen ist,
ferner ein zweiter gedrosselter Durchlaß (5g), der eine Verbindung zwischen der Hochdruckkammer (43) und der Anpreß­ druckkammer (60) bildet,
wobei der Förderdruck (Pd) in der Hochdruckkammer (43) der Anpreßdruckkammer (60) über den ersten gedrosselten Durchlaß (48), die Steuerdruckkammer (40) und den zweiten gedrosselten Durchlaß (5g) zuführbar ist (Fig. 13).

11. Flügelzellenverdichter nach Anspruch 10, bei welchem der zweite gedrosselte Durchlaß (5g) einen kleineren Durchmesser bzw. eine stärkere Drosselwirkung aufweist als der erste gedrosselte Durchlaß (48) (Fig. 13).

12. Flügelzellenverdichter mit variabler Fördermenge,
mit einer zwecks Veränderung der Fördermenge des Verdichters verdrehbaren, neben dem Hubring (1) des Verdichters angeordneten Seitenplatte (20),
mit einer Vorrichtung zum Verdrehen dieser Seitenplatte (20) in der Weise, daß der Saugdruck (Ps) des Verdichters im wesentlichen auf einem Sollwert (Po) gehalten wird,
mit einer Anpreßvorrichtung (54) zum Anpressen der verdrehbaren Seitenplatte (20) gegen den Hubring (1) mittels eines vom Verdichter erzeugten, in einer Anpreßdruckkammer (60) wirksamen Druckes,
und mit Verzögerungsmitteln (40, 42, 43, 47d, 48; 5g; 42′) zum Verzögern eines Druckanstiegs in dieser Anpreßdruck­ kammer (60) bei einem plötzlichen Rückgang der Drehzahl (Nc) des Verdichters.