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Patent Searching and Data


Title:
SEMI-HERMETIC COOLANT COMPRESSOR
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/065071
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a semi-hermetic coolant compressor, comprising a reciprocating compressor, an electric motor, a complete housing which has a motor housing section for the electric motor and a compressor housing section for the reciprocating compressor, a suction-side coolant path which leads from a suction connection on the complete housing to an inlet chamber of the reciprocating compressor, and a pressure-side coolant path which leads from an outlet chamber of the reciprocating compressor to a pressure connection on the complete housing. The aim of the invention is to improve such a coolant compressor such that the coolant compressor functions more efficiently. This is achieved in that the electric motor is designed as a synchronous motor, the rotor of which is equipped with permanent magnets for the synchronous operation of the electric motor and a squirrel cage for starting up the electric motor in the asynchronous operation.

Inventors:
GROSSE-KRACHT RAINER (DE)
RENZ HERMANN (DE)
MARTIN EDUARDO (DE)
MANNEWITZ JENS (DE)
Application Number:
PCT/EP2016/074063
Publication Date:
April 12, 2018
Filing Date:
October 07, 2016
Export Citation:
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Assignee:
BITZER KUEHLMASCHINENBAU GMBH (DE)
International Classes:
F04B35/04; F04B49/06; F04B49/24
Foreign References:
US6547538B12003-04-15
US20050231151A12005-10-20
US20120288382A12012-11-15
US4139790A1979-02-13
US20020140307A12002-10-03
US2007388A1935-07-09
US2213743A1940-09-03
FR1352457A1964-02-14
US6449971B12002-09-17
US4506517A1985-03-26
US20060005556A12006-01-12
DE102005009173A12006-08-24
Other References:
KBDELTA: "The Difference Between a Hermetically Sealed, Open, or Semi-Hermetic Gas Compressor", 20 December 2016 (2016-12-20), XP055330795, Retrieved from the Internet [retrieved on 20161221]
Attorney, Agent or Firm:
HOEGER, STELLRECHT & PARTNER PATENTANWÄLTE MBB (DE)
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Claims:
P A T E N T A N S P R Ü C H E

Halbhermetischer Kältemittelverdichter, umfassend einen Hubkolbenverdichter (12) und einen Elektromotor (14), ein Gesamtgehäuse (10), welches einen Motorgehäuseabschnitt (24) für den Elektromotor und einen Verdichtergehäuseabschnitt (22) für den Hubkolbenverdichter (12) aufweist, einen von einem Sauganschluss (232) am Gesamtgehäuse (10) zu einer Einlasskammer (94) des Hubkolbenverdichters (12) führenden saugseitigen Kältemittelpfad und einen von einer Auslasskammer (96) des Hubkolbenverdichters (12) zu einem Druck- anschluss (216) am Gesamtgehäuse (10) führenden druckseitigen Kältemittelpfad, wobei in dem Verdichtergehäuseabschnitt (22) mindestens ein Zylinder (82, 84) des Hubkolbenverdichters (12) vorgesehen ist, der einen in einer im Verdichtergehäuseabschnitt (22) ausgebildeten Zylinderbohrung (72, 74) bewegbaren Kolben (66, 68), eine die Zylinderbohrung (72, 74) abschließende Ventilplatte (88) und einen die Ventilplatte (88) übergreifenden und einen Teil des

Verdichtergehäuseabschnitts (22) bildenden Zylinderkopf (92) aufweist,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass der Elektromotor (14) als Synchronmotor ausgebildet ist, in dessen Rotor (272)

Permanentmagnete (292) für den Synchronbetrieb des Elektromotors (14) und ein Kurzschlusskäfig (276) für das Anlaufen des Elektromotors (14) im Asynchronbetrieb angeordnet sind.

Kältemittelverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnete (292) sich parallel zu einer Rotorachse (282) des Rotors (272) erstrecken.

Kältemittelverdichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnete (292) als Plattenkörper ausgebildet sind, deren Flachseiten (294) sich in einer Längsrichtung (296) und einer quer zur Längsrichtung verlaufenden Querrichtung (298) erstrecken.

4. Kältemittelverdichter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnete (292) sich jeweils mit ihrer Längsrichtung (296) parallel zur Rotorachse (282) erstrecken.

5. Kältemittelverdichter nach einem der voranstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die Permanentmagnete (292) sich mit ihren Querrichtungen (298) längs Außenkanten eines zur Rotorachse (282) symmetrischen geometrischen Vielecks erstrecken.

6. Kältemittelverdichter nach einem der voranstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die als Plattenkörper ausgebildeten Permanentmagnete (292) auf ihren einander gegenüberliegenden Flachseiten (294), von denen die eine der Rotorachse (282) zugewandt und die andere der Rotorachse (282) abgewandt ist, eine

unterschiedliche magnetische Polarität (N, S) aufweisen.

7. Kältemittelverdichter nach einem der voranstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass der saugseitige Kältemittelpfad das Motorgehäuse (24) zur Kühlung des Elektromotors (14) durchsetzt.

8. Kältemittelverdichter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das der Kältemittelverdichter mit einer extern gesteuerten mechanischen Leistungssteuereinheit (142) versehen ist.

9. Kältemittelverdichter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Leistungssteuereinheit (142) zur Leistungsreduktion bei mindestens einem Zylinder (82, 84) den auslassseitigen Kältemittelpfad mit dem einlassseitigen Kältemittelpfad verbindet.

10. Kältemittelverdichter nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Leistungssteuereinheit (142) an dem mindestens einen Zylinderkopf (92) angeordnet ist.

11. Kältemittelverdichter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Leistungssteuereinheit (142) zumindest teilweise in den mindestens einen Zylinderkopf (92) integriert ist.

12. Kältemittelverdichter nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Leistungssteuereinheit (142) zur Leistungsreduktion eine Auslasskammer (96) im Zylinderkopf (92) mit einer Einlasskammer (94) im Zylinderkopf (92) mittels eines Verbindungskanals (144) verbindet.

13. Kältemittelverdichter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungskanal (144) in den Zylinderkopf (92) integriert angeordnet ist.

14. Kältemittelverdichter nach einem der voranstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die Auslasskammer (96) im Zylinderkopf (92) unmittelbar angrenzend an mindestens eine Auslassöffnung (112, 114, 116, 118) für den jeweiligen Zylinder (82, 84) in der Ventilplatte (88) angeordnet ist.

15. Kältemittelverdichter nach einem der voranstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die Einlasskammer (94) im Zylinderkopf unmittelbar angrenzend an eine Einlassöffnung (102, 104, 106, 108) für den jeweiligen Zylinder (82, 84) der Ventilplatte (88) angeordnet ist.

16. Kältemittelverdichter nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Leistungssteuereinheit (142) zum Verschließen des Verbindungskanals (144) einen Verschlusskolben (152) aufweist.

17. Kältemittelverdichter nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlusskolben (152) zum Verschließen des Verbindungskanals (144) auf einen Dichtungssitz (148) aufsetzbar ist, der den

Verbindungskanal (144) umschließend verläuft.

18. Kältemittelverdichter nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass ein Dichtungsbereich (154) des Verschlusskolbens (152) aus einem Metall hergestellt ist, das eine geringere Härte aufweist als ein Metall, aus dem der Dichtungssitz (148) hergestellt ist.

19. Kältemittelverdichter nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungssitz (148) in einem Wandabschnitt (124) des Zylinderkopfes (92) angeordnet ist, der die Einlasskammer (94) von der Auslasskammer (96) trennt.

20. Kältemittelverdichter nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungssitz (148) in einen über der Ventilplatte (88) und über der Einlasskammer (94) verlaufenden Wandabschnitt (124) angeordnet ist.

21. Kältemittelverdichter nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungssitz (148) auf einer der Ventilplatte (88) gegenüberliegenden Seite der Einlasskammer (94) angeordnet ist.

22. Kältemittelverdichter nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass ausgehend von dem Dichtungssitz (148) ein Hub des Verschlusskolbens (152) im Bereich von einem Viertel bis zu der Hälfte eines mittleren Durchmessers des Verbindungskanals (144) liegt.

23. Kältemittelverdichter nach einem der voranstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass ein Zylinderkopf (92) eine Einlasskammer (94) und eine Auslasskammer (96) für eine mindestens zwei Zylinder (82, 84) umfassende Zylinderbank (86) aufweist.

24. Kältemittelverdichter nach einem der voranstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige mechanische Leistungssteuereinheit (142) einer Zylinderbank (86) zugeordnet ist.

25. Kältemittelverdichter nach einem der voranstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass bei N-Zylinderbänken (86) des Kältemittelverdichters mindestens N-l-Zylinderbänken (86) eine

mechanische Leistungssteuereinheit (142) zugeordnet ist.

26. Kältemittelverdichter nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Zylinderbank (86) eine mechanische Leistungssteuereinheit (142) zugeordnet ist.

27. Kältemittelverdichter nach einem der voranstehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass in dem Verdichtergehäuseabschnitt (22) im Anschluss an die durch die mechanische Leistungssteuereinheit (142) beeinflussbaren Kältemittelpfade ein Rückschlagventil (222) vorgesehen ist.

28. Kältemittelverdichter nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass das Rückschlagventil (222) eine in der Ventilplatte (88) vorgesehene Auslassöffnung (212) und ein mit der Ventilplatte (88) zusammenwirkendes Ventilelement (224) aufweist.

29. Kältemittelverdichter nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilelement (224) an der Ventilplatte (88) gehalten ist.

30. Kältemittelverdichter nach einem der Ansprüche 16 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlusskolben (152) in Richtung seiner mit dem Dichtungssitz (148) zusammenwirkenden Stellung durch eine Druckfeder (166) beaufschlagt ist.

31. Kältemittelverdichter nach einem der Ansprüche 16 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass der Verschlusskolben (152) durch eine Druckkammer (162) betätigbar ist, die je nach externer Ansteuerung der Leistungssteuereinheit (142) entweder durch Saugdruck oder durch Hochdruck beaufschlagbar ist.

32. Kältemittelverdichter nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkammer (162) in der Offenstellung des Verschlusskolbens (152) ein Volumen aufweist, das kleiner ist als ein Drittel, besser kleiner als ein Viertel des maximalen Volumens der Druckkammer (162) in der Verschlussstellung.

33. Kältemittelverdichter nach einem der Ansprüche 8 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass eine von der Leistungssteuereinheit (142) umfasste Ansteuereinheit (182) vorgesehen ist, mit welcher die Druckbeaufschlagung des Verschlusskolbens (152) steuerbar ist.

34. Kältemittelverdichter nach einem der Ansprüche 8 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass eine Leistungssteuerung (138) vorgesehen ist, welche die mindestens eine mechanische Leistungssteuereinheit (142) entsprechend einer geforderten Verdichter-Förderleistung ansteuert.

35. Kältemittelverdichter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anlaufsteuereinheit (312) vorgesehen ist, welche einen Anlauf des Elektromotors (14) steuert.

36. Kältemittelverdichter nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlaufsteuereinheit (312) den Elektromotor (14) zum Anlaufen mit einer anlaufstromreduzierenden Wicklungsverschaltung betreibt.

37. Kältemittelverdichter nach Anspruch 35 oder 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlaufsteuereinheit (312) zum Anlaufen des

Elektromotors (14) zunächst eine erste Teilwicklung (256) und nachfolgend eine zweite Teilwicklung (258) in einem Stator (252) des Elektromotors (14) bestromt.

38. Kältemittelverdichter nach einem der Ansprüche 35 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlaufsteuereinheit (312) die Leistungssteuerung (138) beim Anlaufen des Elektromotors (14) so ansteuert, dass der Hubkolbenverdichter (12) beim Anlaufen des Elektromotors (14) nur mit reduzierter Verdichter-Förderleistung arbeitet.

39. Kältemittelverdichter nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlaufsteuereinheit (312) die Leistungssteuerung (138) derart ansteuert, dass der Hubkolbenverdichter (12) beim Anlaufen des Elektromotors (14) mit der kleinstmöglichen Verdichter-Förderleistung arbeitet.

40. Kältemittelverdichter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubkolbenverdichter (12) mit einem Saugdruck im Bereich von 10 bar bis 50 bar arbeitet.

41. Kältemittelverdichter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubkolbenverdichter (12) mit einem Hochdruck im Bereich von 40 bar bis 160 bar arbeitet.

42. Kältemittelverdichter nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hubkolbenverdichter (12) mit Kohlendioxyd als Kältemittel arbeitet und insbesondere für den Betrieb mit Kohlendioxid als Kältemittel ausgelegt ist.

Description:
HALBHERMETISCHER KÄLTEMITTELVERDICHTER

Die Erfindung betrifft einen halbhermetischen Kältemittelverdichter,

umfassend einen Hubkolbenverdichter und einen Elektromotor, ein Gesamtgehäuse, welches einen Motorgehäuseabschnitt für den Elektromotor und einen Verdichtergehäuseabschnitt für den Hubkolbenverdichter aufweist, einen von einem Sauganschluss am Gesamtgehäuse zu einer Einlasskammer des Hubkolbenverdichters führenden saugseitigen Kältemittelpfad und einen von einer Auslasskammer des Hubkolbenverdichters zu einem Druckanschluss am Gesamtgehäuse führenden druckseitigen Kältemittelpfad, wobei in dem

Verdichtergehäuseabschnitt mindestens ein Zylinder des Hubkolbenverdichter vorgesehen ist, der einen in einer im Verdichtergehäuseabschnitt ausgebildeten Zylinderbohrung bewegbaren Kolben, eine die Zylinderbohrung abschließende Ventilplatte und einen die Ventilplatte übergreifenden und einen Teil des Verdichtergehäuseabschnitts bildenden Zylinderkopf aufweist.

Derartige halbhermetische Kältemittelverdichter sind aus dem Stand der Technik bekannt.

Ein halbhermetischer Kältemittelverdichter weist als Außengehäuse das Gesamtgehäuse auf, wobei insbesondere der Elektromotor in Kältemittelatmosphäre angeordnet ist. Ein halbhermetischer Kältemittelverdichter ist nicht mit einer den Hubkolbenverdichter und den Elektromotor gemeinsam vollständig umschließenden äußeren Kapselung versehen, sondern das das mindestens eine Zylindergehäuse bildende Verdichtergehäuse stellt selbst das Außengehäuse dar.

Bei diesen besteht das Problem, diese energieeffizienter zu betreiben. Diese Aufgabe wird bei einem halbhermetischen Kältemittverdichter der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der

Elektromotor als Synchronmotor ausgebildet ist, in dessen Rotor Permanentmagnete für den Synchronbetrieb des Elektromotors und ein Kurzschlusskäfig für das Anlaufen des Elektromotors im Asynchronbetrieb angeordnet sind.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, dass ein derartiger Elektromotor zum Antreiben eines halbhermetischen Kältemittelverdichters eine höhere Energieeffizienz, insbesondere bei Volllast und auch bei Teillast, aufweist. Ferner ist der Vorteil eines derartigen Elektromotors darin zu sehen, dass durch den Synchronbetrieb auch im Hochlastbereich das Fördervolumen konstant ist.

Hinsichtlich der Ausbildung der Permanentmagnete wurden bislang keine näheren Angaben gemacht.

So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass die Permanentmagnete sich parallel zu einer Rotorachse des Rotors erstrecken.

Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Permanentmagnete als Plattenkörper ausgebildet sind, deren Flachseiten sich in einer Längsrichtung und einer quer zur Längsrichtung verlaufenden Querrichtung erstrecken .

Zweckmäßigerweise sind dabei die Permanentmagnete so im Rotor

angeordnet, dass sie sich jeweils mit ihrer Längsrichtung parallel zur

Rotorachse erstrecken.

Ferner sind vorzugsweise die Permanentmagnete so im Rotor angeordnet, dass sie sich mit ihren Querrichtungen längs Außenkanten eines zur Rotorachse symmetrischen geometrischen Vielecks erstrecken. Hinsichtlich der Magnetisierung der Permanentmagnete wurden bislang ebenfalls keine näheren Angaben gemacht.

So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass die als Plattenkörper ausgebildeten Permanentmagnete auf ihren einander gegenüberliegenden Flachseiten, von denen eine der Rotorachse zugewandt und die andere der Rotorachse abgewandt ist, eine unterschiedliche magnetische Polarität aufweisen, so dass dadurch in einfacher Weise flächenhafte magnetische Pole im Rotor zum Synchronbetrieb des Elektromotors zur Verfügung stehen.

Grundsätzlich kann der Elektromotor in verschiedenster Art und Weise gekühlt sein.

Eine vorteilhafte Lösung sieht vor, dass der saugseitige Kältemittelpfad das Motorgehäuse zur Kühlung des Elektromotors durchsetzt.

Darüber hinaus sieht alternativ oder ergänzend zu den bislang beschriebenen Merkmalen des halbhermetischen Kältemittelverdichters eine weitere erfindungsgemäße Lösung vor, dass der Kältemittelverdichter mit einer extern ansteuerbaren oder gesteuerten mechanischen Leistungssteuereinheit versehen ist.

Eine derartige extern gesteuerte Leistungssteuereinheit schafft die

Möglichkeit, ohne einen Frequenzumrichter für den Elektromotor die

Verdichter-Förderleistung des halbhermetischen Kältemittelverdichters mittels der mechanischen Leistungssteuereinheit zu steuern, die kostengünstig und effizient ist, und außerdem eröffnet sie insbesondere die Möglichkeit, die mechanischen Belastungen des Hubkolbenverdichters zu reduzieren.

Insbesondere ist dabei vorgesehen, dass die mechanische Leistungssteuereinheit zur Leistungsreduktion bei mindestens einem Zylinder den auslass- seitigen Kältemittelpfad mit dem einlassseitigen Kältemittelpfad verbindet. Damit ist die Möglichkeit geschaffen, den mindestens einen Zylinder so zu betreiben, dass dieser nicht zur Verdichter-Förderleistung beiträgt.

Diese Lösung hat den Vorteil, dass damit die mechanische Belastung der Komponenten des Hubkolbenverdichters, dann wenn eine Leistungsreduktion erfolgt, gering ist, da das Kältemittel auf einem Druckniveau das nahe der Einlassseite liegt, von der Auslassseite zur Einlassseite zurückströmt und dabei keine großen Druckschwankungen oder sogar Druckspitzen und Temperaturspitzen im Hubkolbenverdichter auftreten, die insbesondere auch den

Wirkungsgrad bei Leistungsreduktion verringern.

Hinsichtlich der Anordnung der mechanischen Leistungssteuereinheit sind die unterschiedlichsten Lösungsmöglichkeiten denkbar.

So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass die mechanische Leistungssteuereinheit an dem Zylinderkopf angeordnet ist, wodurch der Vorteil besteht, dass damit die mechanische Leistungssteuereinheit in einfacher Weise mit

mindestens einem der Zylinder zusammenwirken kann.

Besonders günstig ist es, wenn die mechanische Leistungssteuereinheit zumindest teilweise in den mindestens einen Zylinderkopf integriert ist.

Um möglichst optimal mit mindestens einem Zylinder zusammenwirken zu können, ist vorzugsweise vorgesehen, dass die mechanische Leistungssteuereinheit zur Leistungsreduktion eine Auslasskammer im Zylinderkopf mit einer Einlasskammer im Zylinderkopf mittels eines Verbindungskanals verbindet.

Damit ist ein unmittelbares Zusammenwirken der Leistungssteuereinheit mit dem mindestens einen dem Zylinderkopf zugeordneten Zylinder möglich, so dass dadurch eine kompakte Bauweise des Kältemittelverdichters bei einer derart eingebauten Leistungssteuereinheit realisierbar ist. Besonders zweckmäßig ist es, wenn der Verbindungskanal in den Zylinderkopf integriert angeordnet ist, so dass dadurch ebenfalls der Raumbedarf für das Zusammenwirken der Leistungssteuereinheit mit der Einlasskammer und der Auslasskammer optimiert werden kann.

Insbesondere ist vorgesehen, dass die Auslasskammer im Zylinderkopf unmittelbar angrenzend an mindestens eine Auslassöffnung für den jeweiligen Zylinder in der Ventilplatte angeordnet ist und somit insbesondere die

Auslasskammer auch unmittelbar an die Ventilplatte und die Auslassöffnung, insbesondere mit dem Auslassventil, angrenzt.

Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Einlasskammer im Zylinderkopf unmittelbar angrenzend an eine Einlassöffnung für den jeweiligen Zylinder in der Ventilplatte angeordnet ist, so dass auch die Einlasskammer unmittelbar an die Ventilplatte und die Einlassöffnung angrenzt.

Hinsichtlich der Art und Weise wie die mechanische Leistungssteuereinheit den Verbindungskanal zwischen der Auslasskammer und der Einlasskammer öffnet oder verschließt, sind die unterschiedlichsten Möglichkeiten denkbar.

Beispielsweise wäre es denkbar, übliche Schieberkonstruktionen einzusetzen.

Eine besonders vorteilhafte Lösung sieht vor, dass die mechanische Leistungssteuereinheit zum Verschließen des Verbindungskanals einen Verschlusskolben aufweist.

Ein derartiger Verschlusskolben schafft die Möglichkeit, insbesondere mit möglichst kurzer Reaktionszeit, den Verbindungskanal zu öffnen oder zu verschließen.

Zur zuverlässigen Abdichtung ist der Verschlusskolben vorzugsweise mit einem Kolbenring abgedichtet in einer Führungsbohrung, insbesondere im Zylinderkopf, geführt. Insbesondere ist vorgesehen, dass der Verschlusskolben zum Verschließen des Verbindungkanals auf einen Dichtungssitz aufsetzbar ist, der den Verbindungskanal umschließend verläuft, so dass beim Aufsetzen des Verschlusskolbens auf den Dichtungssitz der Verbindungskanal unterbrochen ist, während beim Abheben des Verschlusskolbens von dem Verdichtungssitz der Verbindungskanal wieder geöffnet ist.

Um dauerhaft ein zuverlässiges Verschließen zu erreichen, ist vorzugsweise vorgesehen, dass ein auf den Dichtungssitz aufsetzbarer Dichtungsbereich des Verschlusskolbens aus einem Metall hergestellt ist, das eine geringere Härte aufweist als ein Metall, aus dem der Dichtungssitz hergestellt ist, oder umgekehrt.

Der Dichtungssitz kann dabei in unterschiedlichster Weise angeordnet sein.

Eine besonders vorteilhafte und kompakte Lösung sieht vor, dass der

Dichtungssitz in einem Wand abschnitt des Zylinderkopfes angeordnet ist, der die Einlasskammer von der Auslasskammer trennt.

Dabei kann der Dichtungssitz entweder als Teil des Wandabschnitts

ausgebildet sein oder der Dichtungssitz wird durch ein in den Wandabschnitt des Zylinderkopfes eingesetztes Bauteil gebildet.

Vorzugsweise ist dabei der Dichtungssitz so angeordnet, dass er in einen über der Ventilplatte und über der Einlasskammer verlaufenden Wandabschnitt angeordnet ist und somit insbesondere der Dichtungssitz gleichzeitig eine der Ventilplatte gegenüberliegende Einmündungsöffnung für die Einlasskammer darstellt. Ferner ist vorzugsweise auch vorgesehen, dass der Dichtungssitz gleichzeitig eine Mündungsöffnung für die Auslasskammer darstellt, so dass durch den Dichtungssitz ein unmittelbarer Übergang von der Auslasskammer in die Einlasskammer realisiert ist.

Für eine räumliche kompakte Anordnung hat es sich als besonders günstig erwiesen, wenn der Dichtungssitz auf einer der Ventilplatte gegenüberliegenden Seite der Einlasskammer angeordnet ist.

Ein schneller Wechsel des Verschlusskolbens zwischen der Verschlussstellung und der Offenstellung ist vorzugsweise dann möglich, wenn ausgehend von dem Dichtungssitz der Hub des Verschlusskolbens im Bereich von einem Viertel bis zu der Hälfte des mittleren Durchmessers des Verbindungskanals liegt.

Hinsichtlich der Zuordnung der mechanischen Leistungssteuereinheit zu einzelnen Zylindern wurden im Zusammenhang mit der bisherigen Erläuterung der einzelnen Ausführungsformen keine näheren Angaben gemacht.

So sieht eine Lösung vor, dass die mechanische Leistungssteuereinheit einem Zylinder zugeordnet ist und dass bei gegebenenfalls mehreren Zylindern mehrere mechanische Leistungssteuereinheiten vorgesehen sind, wobei nicht zwingend jedem Zylinder eine mechanische Leistungssteuereinheit zugeordnet werden muss.

Eine günstige Lösung sieht vor, dass ein Zylinderkopf eine Einlasskammer und eine Auslasskammer für eine mindestens zwei Zylinder umfassende Zylinderbank aufweist.

In diesem Fall sind somit mehrere Zylinder zu einer Zylinderbank zusammen- gefasst. Vorteilhafterweise ist bei einer derartigen Lösung vorgesehen, dass die jeweilige mechanische Leistungssteuereinheit einer Zylinderbank,

insbesondere mit mindestens zwei Zylindern, zugeordnet ist.

Bei einem Kältemittelverdichter mit mehreren Zylinderbänken, beispielsweise N-Zylinderbänken, ist vorzugsweise vorgesehen, dass mindestens

N-l-Zylinderbänken eine mechanische Leistungssteuereinheit zugeordnet ist.

Um jedoch optimal die Leistung des Kältemittelverdichters reduzieren zu können, ist vorzugsweise vorgesehen, dass jeder Zylinderbank eine

mechanische Leistungssteuereinheit zugeordnet ist.

Um bei einer Leistungsreduktion eine Rückströmung von unter Hochdruck stehendem Kältemittel und damit einen Druckabfall am Auslassanschlusselement zu vermeiden, ist in dem Verdichtergehäuseabschnitt im Anschluss an die durch die mechanische Leistungssteuereinheit beeinflussbaren Kältemittelpfade ein Rückschlagventil vorgesehen.

Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass das Rückschlagventil eine in der Ventilplatte vorgesehene Auslassöffnung und ein mit der Ventilplatte zusammenwirkendes Ventilelement aufweist, so dass die Ventilplatte auch zur Anordnung und Ausbildung des Rückschlagventils genutzt werden kann.

Insbesondere ist vorgesehen, dass das Ventilelement an der Ventilplatte gehalten ist, so dass die Ventilplatte nicht nur zur Ausbildung der Einlass- und Auslassventile, sondern auch zum Halten des Ventilelements des Rückschlagventils genutzt wird .

Hinsichtlich der Betätigung des Verschlusskolbens wurden im Zusammenhang mit der bisherigen Erläuterung der einzelnen Ausführungsbeispiele keine näheren Angaben gemacht. So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass der Verschlusskolben in Richtung seiner mit dem Dichtsitz zusammenwirkenden Stellung durch eine Druckfeder beaufschlagt ist, so dass die Druckfeder dafür sorgt, dass der Verschlusskolben beispielsweise im nicht arbeitenden Zustand des Kältemittelverdichters, den Verbindungskanal aufgrund der Wirkung der Druckfeder verschließt.

Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Verschlusskolben durch eine Druckkammer betätigbar ist, die je nach externer Ansteuerung der Leistungssteuereinheit entweder durch Saugdruck oder durch Hochdruck beaufschlagbar ist, wobei bei einer Beaufschlagung der Druckkammer durch Saugdruck der Verschlusskolben in seine Offenstellung übergeht und bei einer

Beaufschlagung der Druckkammer durch Hochdruck der Verschlusskolben zusätzlich zur Wirkung der Druckfeder in Richtung seiner Verschlussstellung beaufschlagt ist.

Ein Volumen der Druckkammer ist insbesondere so gering, dass es in der Offenstellung des Verschlusskolbens kleiner ist als ein Drittel, besser kleiner als ein Viertel, noch besser kleiner als ein Fünftel, vorteilhafter kleiner als ein Sechstel und besonders vorteilhaft kleiner als ein Siebtel und noch vorteilhafter kleiner als ein Achtel des maximalen Volumens der Druckkammer in der Verschlussstellung des Verschlusskolbens.

Diese Dimensionierung der Druckkammer erlaubt es schnell zwischen der Verschlussstellung und der Offenstellung zu wechseln, da der Druck nur in einem kleinen Volumen zwischen Saugdruck und Hochdruck geändert werden muss.

Zur jeweiligen Beaufschlagung der Druckkammer mit Hochdruck oder

Saugdruck ist vorzugsweise eine von der Leistungssteuereinheit umfasste Ansteuereinheit vorgesehen, mit welcher die Druckbeaufschlagung des

Verschlusskolbens steuerbar ist. Zur Durchführung der Leistungssteuerung des Kältemittelverdichters ist vorzugsweise eine Leistungssteuerung vorgesehen, welche die mindestens eine Leistungssteuereinheit entsprechend einer geforderten Verdichter- Förderleistung ansteuert.

Die Leistungssteuerung steht dabei insbesondere in Verbindung mit einer übergeordneten Anlagensteuerung und erhält von der Anlagensteuerung Informationen über die geforderte Verdichter-Förderleistung .

Entsprechend diesen Informationen über die geforderte Verdichter- Förderleistung steuert dann die Leistungssteuerung die mindestens eine oder mehreren Leistungssteuereinheiten so an, dass der Kältemittelverdichter die geforderte Verdichter-Förderleistung erbringt, jedoch keine unnötig hohe Verdichter- Förderleistung erbringt.

Dazu ist der Kältemittelverdichter so ausgelegt, dass dessen maximale Verdichter-Förderleistung für die von der Anlagensteuerung maximal geforderte Verdichter-Förderleistung ausreicht und geringere Verdichter- Förderleistungen werden durch Leistungsreduktion mittels der mindestens einen Leistungssteuerungseinheit 142 erreicht.

Darüber hinaus ist vorzugsweise für den Kältemittelverdichter eine Anlaufsteuereinheit vorgesehen, insbesondere ist der Kältemittelverdichter mit einer Anlaufsteuereinheit versehen, welche einen Anlauf des Elektromotors steuert, der bei der erfindungsgemäßen Lösung als Asynchronmotor anläuft, so lange, bis er die Synchrondrehzahl erreicht hat, und dann als Synchronmotor weiterläuft.

Die Anlaufsteuereinheit kann dabei in unterschiedlicher weise den Betrieb des Kältemittelverdichters steuern, um den Elektromotor in geeigneter Art und Weise anlaufen zu lassen. Insbesondere arbeitet die Anlaufsteuereinheit so, dass diese den Elektromotor zum Anlaufen mit einer anlaufstromreduzierenden Wicklungsverschaltung betreibt.

Dies könnte beispielsweise mit einem Umschalten von einer Sternschaltung zum Anlaufen in eine Dreiecksschaltung nach dem Anlaufen realisiert werden.

So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass die Anlaufsteuereinheit zum

Anlaufen des Elektromotors zuerst eine erste Teilwicklung und nachfolgend eine zweite Teilwicklung in einem Stator des Elektromotors bestromt.

Das Anlaufen des Elektromotors mit einer ersten Teilwicklung hat den Vorteil, dass dadurch die Möglichkeit besteht, den Anlaufstrom zu reduzieren und somit beispielsweise eine starke Belastung des elektrischen Versorgungsnetzes durch einen zu hohen Anlaufstrom zu vermeiden.

Alternativ oder ergänzend ist die Anlaufsteuereinheit so ausgebildet, dass sie die Leistungssteuerung beim Anlaufen des Elektromotors so ansteuert, dass der Hubkolbenverdichter beim Anlaufen des Elektromotors nur mit reduzierter Verdichter- Förderleistung arbeitet.

Besonders günstig für das Anlaufen des Elektromotors ist es, wenn die Anlaufsteuerung die Leistungssteuerung derart ansteuert, dass der Hubkolbenverdichter beim Anlaufen des Elektromotors mit der kleinstmöglichen

Verdichter- Förderleistung arbeitet.

Dabei kann die kleinstmögliche Verdichter-Förderleistung eine Verdichter- Förderleistung sein, bei welcher noch einer und noch mehrere Zylinder arbeiten. Eine besonders günstige Ausführungsform sieht vor, dass der Hubkolbenverdichter derart leistungssteuerbar ist, dass bei der kleinstmöglichen

Verdichter-Förderleistung derart ist, dass keiner der Zylinder mehr Kältemittel verdichtet, so dass dadurch das für das Anlaufen des Hubkolbenverdichters erforderliche Drehmoment minimal ist.

Darüber hinaus sieht eine vorteilhafte Lösung vor, dass die Anlaufsteuerung die Leistungssteuerung derart ansteuert, dass nach einem Erreichen des Synchronbetriebs des Elektromotors die Verdichter-Förderleistung stufenweise erhöht wird, beispielsweise unter Zuschaltung eines weiteren Zylinders oder einer weiteren Zylinderbank oder gegebenenfalls sukzessive Zuschaltung weiterer Zylinder oder weiterer Zylinderbänke.

Hinsichtlich der Betriebszustände des Hubkolbenverdichters wurden im

Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Lösung keine näheren Angaben gemacht.

Prinzipiell kann der erfindungsgemäße Hubkolbenverdichter mit allen für halbhermetische Kältemittelverdichter üblichen Kältemitteln arbeiten.

Die erfindungsgemäße Lösung schafft jedoch besondere Vorteile für den Betrieb des Hubkolbenverdichters, insbesondere für den beschädigungsfreien Betrieb des Hubkolbenverdichters, wenn der Hubkolbenverdichter mit einem Saugdruck im Bereich von 10 bar bis 50 bar arbeitet.

Ferner ist die erfindungsgemäße Lösung ebenfalls hinsichtlich der

mechanischen Belastung des Hubkolbenverdichters dann besonders vorteilhaft, wenn Hubkolbenverdichter mit einem Hochdruck im Bereich von 40 bar bis 160 bar arbeitet. Insbesondere ist der erfindungsgemäße Kältemittelverdichter besonders vorteilhaft einsetzbar, wenn der Hubkolbenverdichter mit Kohlendioxid als Kältemittel arbeitet und insbesondere für den Betrieb mit Kohlendioxid als Kältemittel ausgelegt ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung einiger

Ausführungsbeispiele.

In der Zeichnung zeigen :

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Kältemittelverdichters;

Fig. 2 eine Draufsicht in Richtung des Pfeils A in Fig. 1 auf den erfindungsgemäßen Kältemittelverdichter;

Fig. 3 eine Frontansicht des Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen

Kältemittelverdichters;

Fig. 4 einen halbseitig versetzten Schnitt längs Linie 4-4 in Fig . 2;

Fig. 5 einen Längsschnitt durch den erfindungsgemäßen Kältemittelverdichter;

Fig. 6 einen Schnitt längs Linie 6-6 in Fig. 7;

Fig. 7 einen Schnitt längs Linie 7-7 in Fig . 6 bei einem geschlossenen

Verbindungskanal zwischen Einlasskammer und Auslasskammer;

Fig. 8 einen Schnitt ähnlich Fig . 7 bei geöffnetem Verbindungskanal

zwischen der Auslasskammer und der Einlasskammer; Fig. 9 einen Schnitt längs Linie 9-9 in Fig. 5 durch einen Rotor des Elektromotors;

Fig. 10 eine schematische Darstellung eines Anlaufens des Elektromotors, und

Fig. 11 einen Schnitt ähnlich Fig. 7 durch ein zweites Ausführungsbeispiel.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen halbhermetischen Kältemittelverdichters, dargestellt in Fig. 1 bis 5, umfasst ein Gesamtgehäuse 10, in welchem ein Hubkolbenverdichter 12 und ein Elektromotor 14 angeordnet sind .

Vorzugsweise umfasst das Gesamtgehäuse 10 einen Verdichtergehäuseabschnitt 22, welcher ein Außengehäuse des Hubkolbenverdichters 12 darstellt, und einen Motorgehäuseabschnitt 24, welcher ein Außengehäuse des Elektromotors 14 darstellt.

Das Gesamtgehäuse 10 wird vorzugsweise durch einen einstückigen Gehäusekörper 26 gebildet, der sich in Richtung parallel zu einer nachfolgend noch im Einzelnen erläuterten Mittelachse 28 erstreckt und auf Seiten des Verdichtergehäuseabschnitts 22 endseitig mittels eines Lagerdeckels 32 verschlossen ist und im Bereich des Motorabschnitts 24 endseitig mit einem Abschlussdeckel 34 verschlossen ist.

In dem Verdichtergehäuseabschnitt 22 erstreckt sich eine als Ganzes mit 42 bezeichnete Verdichterwelle koaxial zur Mittelachse 28 zwischen einem am Lagerdeckel 32 angeordneten ersten Wellenlager 44 bis zu einem zwischen dem Hubkolbenverdichter 12 und dem Elektromotor 14 angeordneten zweiten Wellenlager 46, wobei das zweite Wellenlager 46 an einer in den Gehäusekörper 26 eingeformten Mittelwand 48 gehalten ist, welche einen sich zwischen dem Lagerdeckel 32 und der Mittelwand 48 liegenden Antriebsraum 52 begrenzt, durch welchen sich die Verdichterwelle 42 hindurch erstreckt und in welchem Exzenter 54 und 56 der Verdichterwelle 42 angeordnet sind, wobei auf jedem der Exzenter 54 und 56 zwei pleuel 62i und 62 2 , beziehungsweise 64i und 64 2 , angeordnet sind, wobei die pleuel 62i und 64i die Kolben 66i und 68i und die pleuel 62 2 und 64 2 die Kolben 66 2 und 68 2 antreiben.

Die Kolben 66 und 68 sind dabei in Zylinderbohrungen 72 und 74 geführt, die durch in den Verdichtergehäuseabschnitt 22 eingeformte, insbesondere einstückig eingeformte, Zylindergehäuse 76, 78 gebildet werden.

Jedes Zylindergehäuse 76, 78 mit der Zylinderbohrung 72, 74 und dem in dieser geführten Kolben 66, 68 bildet jeweils einen Zylinder 82, 84.

Die beiden in den Verdichtergehäuseabschnitt 22 eingeformten ersten Zylinder 82i und 84i bilden eine erste Zylinderbank 86i, während die beiden in den Verdichtergehäuseabschnitt 22 eingeformten Zylinder 82 2 und 84 2 eine zweite Zylinderbank 86 2 bilden.

In jeder der Zylinderbänke 86i und 86 2 werden die jeweiligen Zylinderbohrungen 72i und 74i beziehungsweise 72 2 und 74 2 durch eine gemeinsame Ventilplatte 88i beziehungsweise 88 2 verschlossen, die dicht abschließend auf den jeweiligen Zylindergehäusen 76i und 78i, beziehungsweise 76 2 und 78 2 , aufliegt und somit von der jeweiligen Ventilplatte 88i beziehungsweise 88 2 und den jeweiligen Kolben 66i und 68i beziehungsweise 66 2 und 68 2 sowie den Zylinderbohrungen 72i und 74i beziehungsweise 72 2 und 74 2 umschlossenen Verdichtungsraum begrenzen.

Die Ventilplatten 88i und 88 2 sind ihrerseits dann wiederum von Zylinderköpfen 92i beziehungsweise 92 2 überdeckt. In jedem der Zylinderköpfe 92i und 92 2 ist, wie in den Fig. 6 bis 8 dargestellt, jeweils eine Einlasskammer 94 und eine Auslasskammer 96 angeordnet, die den beiden Zylindern 82 und 84 der jeweiligen Zylinderbank 86 zugeordnet sind .

Insbesondere liegt die Einlasskammer 94 über Einlassöffnungen 102 und 104 des Zylinders 82 und Einlassöffnungen 106 und 108 des Zylinders 84.

Ferner liegt die Auslasskammer 96 über in der Ventilplatte 88 angeordneten Auslassöffnungen 112 und 114 des Zylinders 82 sowie Auslassöffnungen 116 und 118 des Zylinders 84, die mit auf der Ventilplatte 88 sitzenden Auslassventilen 113, 115, 117, 119 versehen sind, und grenzt insbesondere unmittelbar an diese an.

Wie in Fig. 6 bis 8 dargestellt, umfasst jeder Zylinderkopf 92 einen Außenkörper 122, welcher die jeweilige Ventilplatte 88 übergreift und die Einlasskammer 94 und die Auslasskammer 96 umschließt, die ihrerseits wiederum durch einen innerhalb des Außenkörpers 122 verlaufenden Trennkörper 124 voneinander getrennt sind, wobei der Trennkörper 124 sich ausgehend von der jeweiligen Ventilplatte 88 erhebt und sich über die Einlasskammer 94 und diese übergreifend erstreckt.

Somit liegt die Auslasskammer 96 im Bereich der Ventilplatte 88 seitlich neben der Einlasskammer 94 und erstreckt sich jedoch zwischen dem Außenkörper 122 und dem Trennkörper 124 zumindest bereichsweise über der Einlasskammer 94.

Zur Steuerung der Leistung, das heißt zur Steuerung der Verdichter- Förderleistung, des Kältemittelverdichters ist jedem Zylinderkopf 92 eine durch eine Leistungssteuerung 138 aktiv angesteuerte mechanische Leistungssteuereinheit 142 zugeordnet, mit welchem ein Verbindungskanal 144 zwischen der Auslasskammer 96 und der Einlasskammer 94 verschlossen oder geöffnet werden kann, wobei die dem Zylinderkopf 92 zugeordneten Zylinder 82, 84 bei verschlossenem Verbindungskanal 144 (Fig. 7) die mit voller Leistung Kältemittel verdichtenden und bei geöffnetem Verbindungskanal kein Kältemittel verdichten, da das Kältemittel von der Auslasskammer 96 in die Einlasskammer 94 zurückströmt.

Der Verbindungskanal 144 verläuft dabei durch ein in den Trennkörper 124 eingesetztes Einsatzteil 146, welches einen Dichtungssitz 148 bildet, der der Auslasskammer 96 zugewandt liegt und welches an einen den Dichtungssitz 148 umgebenden und an diesen anschließenden Teil der Auslasskammer 96 angrenzt.

Ferner ist der Dichtungssitz 148 einem Verschlusskolben 152 zugewandt, welcher beispielsweise mit einem metallisch ausgebildeten Dichtungsbereich 154 auf den Dichtungssitz 148 aufsetzbar ist, um den Verbindungskanal 144 dicht abschließend zu verschließen und welcher so weit von dem Dichtungssitz 148 abhebbar ist, dass der Dichtungsbereich 154 im Abstand von dem

Dichtungssitz 148 steht und somit Kältemittel von der Auslasskammer 96 in die Einlasskammer 94 überströmen kann.

Vorzugsweise ist dabei der Verschlusskolben 152 koaxial zu dem Einsatzteil 146 mit dem Dichtungssitz 148 und mittels eines Kolbenrings 153 abgedichtet in einer Führungsbohrung 156 geführt, die durch einen an den Außenkörper 122 angeformten Führungshülsenkörper 158 des Zylinderkopfes 92 gebildet ist.

Vorzugsweise ist der Verschlusskolben 152 selbst oder zumindest der

Dichtungsbereich 154 aus einem Metall, beispielsweise aus einem Buntmetall, hergestellt, das eine geringere Härte als das Metall des Dichtungssitzes 148 aufweist, der beispielsweise aus Stahl, insbesondere gehärtetem Stahl, hergestellt ist. Um eine schnelle Bewegung des Verschlusskolbens 152 zu ermöglichen, liegt insbesondere ein Hub des Verschlusskolbens 152 zwischen einer Verschlussstellung und einer Offenstellung im Bereich zwischen einem Viertel und der Hälfte eines mittleren Druckmessers des Verbindungskanals 144.

Der Verschlusskolben 152 begrenzt dabei eine Druckkammer 162, die auf einer dem Dichtungsbereich 154 abgewandten Seite des Verschlusskolbens 152 angeordnet ist und auf einer dem Verschlusskolben 152 gegenüberliegenden Seite durch einen Abschlusskörper 164 verschlossen ist.

Das Volumen der Druckkammer 162 ist insbesondere so gering, dass es in der Offenstellung des Verschlusskolbens kleiner ist als ein Drittel, besser kleiner als ein Viertel, noch besser kleiner als ein Fünftel, vorteilhaft kleiner als ein Sechstel und noch vorteilhafter kleiner als ein Achtel des maximalen Volumens der Druckkammer 162 in der Verschlussstellung des Verschlusskolbens 152.

Ferner ist in der Druckkammer 162 noch eine Druckfeder 166 angeordnet, welche sich einerseits am Abschlusskörper 164 abstützt und andererseits den Verschlusskolben 152 in Richtung seiner auf dem Dichtungssitz 148

aufsitzenden Verschlussstellung beaufschlagt.

Je nach Druckbeaufschlagung der Druckkammer 162 ist der Verschlusskolben 152 in seine in Fig. 8 dargestellte Offenstellung oder in seine in Fig. 7 dargestellte Verschlussstellung bewegbar.

Hierzu ist der Verschlusskolben 152 von einem Drosselkanal 172 durchsetzt, der sich von der Druckkammer 162 durch den Verschlusskolben 152 bis zu einer Mündungsöffnung 154 erstreckt, die radial außerhalb des Dichtungsbereichs 154 auf einer dem Dichtungssitz 148 zugewandten Seite angeordnet ist, jedoch dadurch, dass diese radial außerhalb des Dichtungselements 154 liegt, in der Verschlussstellung des Verschlusskolbens 152 einen Eintritt von unter Druck in der Auslasskammer 96 stehendem und den Dichtungssitz umströmenden Kältemittel erlaubt und dieses gedrosselt der Druckkammer 162 zuführt.

Darüber hinaus führt in die Druckkammer 162, und zwar beispielsweise durch den Abschlusskörper 164 ein Entlastungskanal 176, der durch ein als Ganzes mit 182 bezeichnetes Magnetventil mit einem Druckentlastungskanal 184 verbindbar ist, welcher mit der Einlasskammer 94 in Verbindung steht.

Beispielsweise ist das Magnetventil 182 so ausgebildet, dass dieses einen Ventilkörper 186 aufweist, mit welchem die Verbindung zwischen dem Druckentlastungskanal 184 und dem Entlastungskanal 176 unterbrochen oder hergestellt werden kann.

Ist die Verbindung zwischen dem Entlastungskanal 176 und dem Druckentlastungskanal 184 hergestellt, so überwiegt in der Druckkammer 162 der Saugdruck, während der Verschlusskolben 152 auf seiner der Auslasskammer 96 zugewandten Seite von dem Druck in der Auslasskammer 96 beaufschlagt ist und somit in seine Offenstellung bewegt wird.

Ist jedoch die Verbindung zwischen dem Druckentlastungskanal 184 und dem Entlastungskanal 176 durch den Ventilkörper 186 unterbrochen, so drückt die Druckfeder 166 den Verschlusskolben 152 auf den Dichtungssitz 148 und zusätzlich strömt durch den Drosselkanal 172 Hochdruck in die Druckkammer 162, so dass sich in der Druckkammer 162 Hochdruck aufbaut, der zusätzlich zur Wirkung der Druckfeder 166 den Verschlusskolben 152 mit dem

Dichtungselement 154 auf den Dichtungssitz 148 drückt.

Insbesondere ist der Verschlusskolben 152 so ausgebildet, dass dieser sich radial über den Dichtungssitz 148 hinaus erstreckt, so dass selbst bei in Verschlussstellung stehendem Verschlusskolben 152 die radial außerhalb des Dichtungssitzes 148 liegende und durch Hochdruck beaufschlagte Kolbenfläche dazu führt, dass der Verschlusskolben 152 entgegen der Kraft der Druckfeder 166 in die Offenstellung, dargestellt in Fig. 5 bewegt wird, sofern der Ventilkörper 186 des Magnetventils 182 die Verbindung zwischen dem Entlastungskanal 176 und dem Druckentlastungskanal 184 herstellt was dazu führt, dass sich in der Druckkammer 162 ein Saugdruck einstellt.

Die Zufuhr von unter Saugdruck stehendem Kältemittel erfolgt über einen in den Verdichtergehäuseabschnitt 22 eingeformten Zufuhrkanal 202, welcher zu einer zur Ventilplatte 88 führenden Einlassöffnung 204 führt, durch welche unter Saugdruck stehendes Kältemittel zu einer Durchtrittsöffnung 206 in der Ventilplatte 88 strömt und durch diese in die Einlasskammer 94 übertritt.

Außerdem führt, wie in Fig. 7 und 8 dargestellt die Auslasskammer 96 zu einer in der Ventilplatte 88 angeordneten Auslassöffnung 212 durch welche das unter Druck in der Auslasskammer 96 stehende Kältemittel in einen in dem Verdichtergehäuseabschnitt 22 vorgesehenen Auslasskanal 214 übertritt und zu einem Auslassanschlusselement 216 strömen kann.

Insbesondere ist der Auslassöffnung 212 der Ventilplatte 88 ein Rückschlagventil 222 zugeordnet, welches an der Ventilplatte 88 gehalten ist und ein Ventilelement 224 auf einer dem Auslasskanal 214 zugewandten Seite der Ventilplatte 88 angeordnet ist und dafür sorgt, dass im Fall der Offenstellung des Verschlusskolbens 152 und somit im Fall eines Überströmens des Kältemittels aus der Auslasskammer 96 in die Einlasskammer 94 der Druck in dem Auslasskanal 214 nicht abfällt, sondern durch das sich schließende Rückschlagventil 222 aufrecht erhalten wird.

Vorzugsweise ist das Rückschlagventil 222 mitsamt einem diesem

zugeordneten Fangelement 226 mittels eines Halteelements 226 an der Ventilplatte 88 gehalten und dichtet gegen die Ventilplatte 88 ab. Der erfindungsgemäße Kältemittelverdichter ist als halbhermetischer

Verdichter ausgebildet, so dass unter Saugdruck stehendes Kältemittel mittels eines am Abschlussdeckel 34 angeordneten Einlassanschlusselements 232 einem Motorraum 234 zugeführt wird und den Elektromotor 14 in Richtung der Mittelwand 48 durchströmt und aus dem Motorraum 234 in den Zufuhrkanal 202 übertritt, so dass durch das zugeführte saugseitige Kältemittel eine Kühlung des Elektromotors 14 im Motorraum 234 erfolgt.

Der Elektromotor 14 umfasst seinerseits einen fest in dem Motorgehäuseabschnitt 24 gehaltenen Stator 252 mit einer Statorwicklung 254, welche beispielsweise zwei Teilwicklungen 256 und 258 aufweist, die zur

Magnetisierung eines Statorblechpakets 262 dienen.

Der Stator 252 umschließt einen als Ganzes mit 272 bezeichneten Rotor, in dessen Rotorblechpaket 274, wie in Fig. 9 dargestellt, einerseits ein Kurzschlusskäfig 276 angeordnet ist, welches Kurzschlussstäbe 278 umfasst, die parallel zu einer Rotorachse 282 verlaufen und die in Umfangsrichtung elektrisch leitend endseitig miteinander verbunden sind.

Ferner sind in das Blechpaket 274 plattenförmige Permanentmagnete 292 eingesetzt, deren Flachseiten 294 sich einerseits mit einer Längsrichtung 296 parallel zur Rotorachse 282 erstrecken und mit einer Querrichtung 298 quer zur Rotorachse 282 erstrecken und zwar derart, dass die Querrichtungen 298 ein um die Rotorachse 282 als Symmetrieachse herum verlaufendes

geometrisches Vieleck bilden.

Die Permanentmagnete 292 sind ferner so ausgebildet, dass in einer Umlauf- richtung 302 um die Rotorachse 282 aufeinander folgende Permanentmagnete 292 auf ihren der Rotorachse 282 zugewandten Seiten jeweils eine wechselnde Polarität aufweisen, so dass insgesamt der Rotor 272 mittels der Permanentmagnete 292 in Umlaufrichtung alternierende magnetische Pole aufweist. Ein mit einem derartigen Rotor 272 versehener Elektromotor 14 arbeitet aufgrund der im Rotor 272 vorgesehenen Permanentmagnete 292 im Normalbetrieb als Synchronmotor, wobei aufgrund der Permanentmagnete 292 ein derartiger Synchronmotor eine vorteilhafte Energieeffizienz und höhere Kältemittel-Förderleistung aufweist.

Das vom Stator 252 erzeugte Drehfeld läuft aufgrund einer Speisung der Statorwicklung 254 mit einer definierten Frequenz um, die beispielsweise dadurch bedingt ist, dass die Statorwicklung 254 durch ein Wechselstromnetz gespeist sind .

Um ein Anlaufen bei einem mit konstanter Frequenz umlaufenden Drehfeld des Stators 252 zu ermöglichen, ist der Rotor 272 mit dem Kurzschlusskäfig 276 versehen, welches die Möglichkeit schafft, dass der Elektromotor 14 zunächst als Asynchronmotor anläuft, bis er die dem umlaufenden Drehfeld der Statorentwicklung entsprechende Drehzahl erreicht hat und dann als Synchronmotor aufgrund der durch die Permanentmagneten 292 bedingten magnetischen Pole umläuft.

Somit kann ein Kältemittelverdichter mit einem derartigen Elektromotor durch ein übliches Wechselstromnetz gespeist betrieben werden, da dieser wie ein Asynchronmotor anläuft.

Es besteht aber auch die Möglichkeit einen derartigen Kältemittelverdichter mit einem Frequenzumrichter zu betreiben.

Zum Erleichtern des Anlaufens des Elektromotors 14 besteht ferner die

Möglichkeit, mittels einer dem Kältemittelverdichter zugeordneten Anlaufsteuerung 312 - wie in Fig . 10 dargestellt - zunächst nur eine der Teilwicklungen 256 oder 258 zu bestromen, um den Anlaufstrom zu reduzieren und dann nach einer kurzen Anlaufphase des Elektromotors 14 als

Asynchronmotor die andere der Teilwicklungen 258, 256 dazu zu schalten. Im Fal le des Einsatzes des erfind ungsgemäßen Kältemittelverdichters für g roße Druckdifferenzen, beispielsweise als Verdichter für C0 2 , greift die Anlaufsteuerung 312 in die vorgesehene Leistu ngssteuerung 138 für d ie aktive Ansteuerung der Leistungssteuereinheiten 142 ein und bewirkt, dass mindestens eine Zylinderban k 86, vorzugsweise beide Zyl inderbänke 86i und 86 2 , deaktiviert werden, so dass bei Deaktivierung mindestens einer Zyl inderbank 86 das Drehmoment, das der H ubkol benverdichter 12 benötigt, reduziert ist, und beim Deaktivieren beider Zyl inderbänke 86i und 86 2 das Drehmoment, welches der H ubkol benverdichter 12 benötigt, gering ist, da keine Verd ichtung von Kältemittel erfolgt, so dass einerseits der Anlaufstrom des Elektromotors 14 niedrig gehalten wird und d ieser andererseits dann sehr schnel l von seinem Betrieb als Asynchronmotor in den Betrieb als Synchronmotor übergeht in dem das vol le Drehmoment zur Verfügung steht, so dass entweder gleichzeitig oder Sukzessive die Zylinderbänke 86i und 86 2 aktiviert werden können ( Fig .10).

Bei einem zweiten Ausfüh rungsbeispiel , dargestel lt in Fig .11 sind d iejenigen Teile d ie mit denen des ersten Ausführungsbeispiels identisch sind mit densel ben Bezugszeichen versehen, so dass voll inhaltl ich auf d ie

Ausführungen zum ersten Ausführungsbeispiel Bezug genommen werden kann .

Im Gegensatz zum ersten Ausführungsbeispiel ist das Fangelement 226' des Rückschlagventils 222' im Verdichtergehäuseabschnitt 22 ausgebildet, beispielsweise durch eine Ausnehmung seitl ich des Auslasskanals 214, welche den mög lichen Weg des Ventilelements 224' zwischen seiner geschlossenen, auf der Ventilplatte 88 aufl iegenden Stel lung und der maximal geöffneten Stell ung beg renzt. Ein derartiges Fangelement 226' kann generell in allen Verdichtergehäuseabschnitten 22 aller Kältemittelverdichter derselben Baugruppe vorgesehen sein, unabhängig davon, ob diese mit einem Rückschlagventil 222' versehen sind oder nicht, so dass eine einfache Nachrüstung der Kältemittelverdichter mit einem Rückschlagventil 222' und insbesondere auch mit mindestens einer erfindungsgemäßen mechanischen Leistungssteuereinheit 142 zusammen mit einem derartigen Rückschlagventil 222' möglich ist.