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Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Verdrängermaschinen nach dem Spiralprinzip und betrifft einen Scrollverdichter für einen elektrischen Kältemittelantrieb, insbesondere als Kältemittelkompressor für Kältemittel einer Fahrzeugklimaanlage.
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Bei Kraftfahrzeugen sind regelmäßig Klimaanlagen eingebaut, die mit Hilfe einer einen Kältemittelkreislauf bildenden Anlage den Fahrzeuginnenraum klimatisieren. Derartige Anlagen weisen grundsätzlich einen Kreislauf auf, in dem ein Kältemittel geführt ist. Das Kältemittel, beispielsweise R-744 (Kohlenstoffdioxid, CO2) oder R-134a (1,1,1,2-Tetrafluorethan), wird an einem Verdampfer erwärmt und mittels eines (Kältemittel-)Verdichters beziehungsweise Kompressors verdichtet, wobei das Kältemittel anschließend über einen Wärmetauscher die aufgenommene Wärme wieder abgibt, bevor es über eine Drossel erneut zum Verdampfer geführt wird.
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Als Kältemittelverdichter wird häufig die Scroll-Technologie eingesetzt, um ein Kältemittel-ÖI-Gemisch zu verdichten. Das dabei entstehende Gas-Öl-Gemisch wird größtenteils getrennt, wobei das abgetrennte Gas in den Klimakreislauf eingebracht wird. Das abgetrennte Öl kann gegebenenfalls innerhalb des Scrollverdichters als geeigneterweise elektromotorisch angetriebenen Kältemittelverdichter zur Schmierung von bewegten Teilen an diese herangeführt werden.
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Der Aufbau und die Funktionsweise eines solchen Scrollverdichters für das Kältemittels bzw. das Kältemittel-Öl-Gemisch einer Kraftfahrzeugklimaanlage ist beispielsweise in der
DE 10 2012 104 045 A1 beschrieben. Wesentliche Bestandteile solcher Scrollverdichter sind zwei relativ zueinander bewegbare Scrollteile (Scrolls).
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Die Scrollteile sind hierbei in der Regel als ein feststehender, fixierter Scroll (Fixscroll, Verdrängerscroll) und als ein beweglicher, orbitierender Scroll (Gegenscroll, Rotorscroll) ausgeführt. Die beiden Scrolls sind grundsätzlich gleichartig aufgebaut und weisen jeweils eine Basisplatte (Grundkörper, Scrollscheibe) und eine spiralförmige (schneckenförmige), ausgehend von der Basisplatte sich in Axialrichtung erstreckende Wandung (Spiralwand, Scrollwand) auf. Im zusammengesetzten Zustand liegen die Spiralwände der beiden Scrolls verschachtelt ineinander und bilden zwischen den sich abschnittsweise berührenden Scroll-Wandungen mehrere Verdichterkammern.
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Unter einer orbitierenden Bewegung ist hier und im Folgenden insbesondere eine exzentrische, kreisförmige Bewegungsbahn zu verstehen, bei welcher der bewegliche Scroll selbst nicht um die eigene Achse rotiert.
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Wenn der bewegliche Scroll orbitiert, gelangt das angesaugte Gas-Öl-Gemisch über einen Einlass von einer Niederdruckkammer zu einer ersten, radial äußeren Verdichterkammer (Saugkammer) und von dort über weitere Verdichterkammern (Kompressionskammer) zur radial innersten Verdichterkammer (Ausstoßkammer) sowie von dort über einen zentralen Auslass, beispielsweise in Form einer Bohrung, und gegebenenfalls zwei benachbarte Nebenventile in Form ebenfalls von Bohrungen in der Basisplatte des feststehenden Scrolls in eine Auslass- oder Hochdruckkammer. Das Kammervolumen in den Verdichterkammern wird von radial außen nach radial innen kleiner, und der Druck des zunehmend verdichtenden Mediums wird größer. Während des Betriebs des Scrollverdichters steigt somit der Druck in den Verdichterkammern von radial außen nach radial innen an.
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Mit zunehmender Belastung im Verdichter steigt auch die Flächenpressung zwischen den beiden Scrollteilen im Scrollzentrum, also im Bereich der Ausstoßkammern. Unter Flächenpressung ist hier und im Folgenden die Kraft pro Kontaktfläche zwischen den Scrolls, insbesondere zwischen den Spiralspitzen der Spiralwände und der jeweils gegenüberliegenden Basisplatte, also die Druckspannung zwischen den Scrolls, zu verstehen. Die Flächenpressung ist im Gegensatz zum Druck nicht isotrop, dies bedeutet, dass die Flächenpressung richtungsabhängig ist, und über die Kontaktfläche nicht notwendigerweise konstant ist. Durch die höhere Flächenpressung im radial inneren Bereich der Spiralwände wird die Robustheit und Lebensdauer des Scrollverdichters nachteilig reduziert.
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Um dieser Belastung im Scrollzentrum entgegenzuwirken, ist beispielsweise eine Entlastungskontur mit tangentialem Übergang an einer Spiralwand appliziert. Aus der
DE 10 2017 110 759 A1 ist beispielsweise eine Entlastungsrampe in Form eines konischen Anschnitts eines Spiralendbereichs der Spiralwand vorgesehen, welcher die durch die Spiralendbereiche der Scrollspiralen gebildete radial innerste Verdichterkammer eher mit dem Auslass verbindet, als es ohne Anschnitt der Fall wäre. Dadurch kann das verdichtete Fluid aus dem Auslass ausströmen, wenn es einen Ausstoßdruck erreicht, so dass es bei der Verdichtung nicht zu einem unerwünschten Überdruck in der Verdichterkammer kommt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen besonders geeigneten Scrollverdichter für Kältemittel einer Fahrzeugklimaanlage anzugeben. Insbesondere soll eine gleichmäßigere Flächenpressung zwischen den beiden Scrolls realisiert werden. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, einen besonders geeigneten elektrischen Kältemittelantrieb mit einem solchen Scrollverdichter anzugeben.
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Hinsichtlich des Scrollverdichters wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich des Kältemittelantriebs mit den Merkmalen des Anspruchs 10 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Die im Hinblick auf den Scrollverdichter angeführten Vorteile und Ausgestaltungen sind sinngemäß auch auf den Kältemittelantrieb übertragbar und umgekehrt.
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Der erfindungsgemäße Scrollverdichter ist zur Verdichtung eines Kältemittel einer Fahrzeugklimaanlage vorgesehen, sowie dafür geeignet und eingerichtet.
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Der Scrollverdichter weist zwei gegeneinander bewegbare Scrolls auf. Bei den Scrolls kann es sich um drehende Scrolls, sogenannte co-rotierende Scrolls (engl.: Co-Rotating Scrolls), handeln, bei welchen beide Scrolls um eine exzentrische Achse angetrieben sind. Vorzugsweise sind die Scrolls jedoch als ein feststehender Scroll und als ein beweglicher, dies bedeutet im angetriebenen Zustand - also im Betrieb (Verdichterbetrieb) - orbitierenden (oszillierenden) Scroll ausgebildet. Der bewegliche Scroll ist nachfolgend auch als orbitierender Scroll bezeichnet. Die nachfolgenden Ausführungen für bewegliche und feststehende Scrolls gelten hierbei sinngemäß auch entsprechend für drehende Scrolls.
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Die Scrolls oder Scrollteile weisen jeweils eine Basisplatte (Bodenplatte) und eine sich hiervon im Wesentlichen senkrecht erstreckende Spiralwand (Scrollspirale) auf, wobei zwischen den ineinandergreifenden Spiralwänden der beiden Scrolls (Scrollteile) die insbesondere sichelförmigen Verdichterkammern gebildet sind. Die vorzugsweise im Wesentlichen symmetrisch ausgebildeten Spiralwände der Scrollteile weisen hierbei beispielsweise jeweils einen Spiralwinkel von etwa 720° auf.
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Die Spiralwände der Scrolls weisen jeweils eine als Spiralspitze (Scroll-Tip) bezeichnete axiale Anlagefläche zur Anlage an der jeweils anderen Basisplatte auf. Erfindungsgemäß weist eine der Spiralwände einen Spiralendbereich auf, welcher mittels axial gegenüber der jeweiligen Spiralspitze eingezogen ist. Dadurch ist ein besonders geeigneter Scrollverdichter realisiert.
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Nachfolgend werden die Verdichterkammern auch in Saugkammern, Kompressionskammern und Ausstoßkammern unterschieden. Für symmetrische Scrolls existiert eine gerade Anzahl an Saug- beziehungsweise Kompressionskammern. Symmetrisch bedeutet hierbei, dass beide Spirallängen, also die Länge der Spiralwände der feststehenden und orbitierenden Scrolls im Wesentlichen gleich lang sind, also dass die Spiralwände im Wesentlichen den gleichen Spiralwinkel aufweisen.
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Die Saugkammern sind hierbei zu einer Niederdruckseite (Saugseite) geöffnet. Sobald die Saugkammern durch die orbitierende Bewegung der Scrolls verschlossen werden, werden sie zu Kompressionskammern, deren sichelförmiges Volumen im Zuge der orbitierenden Bewegung zur Spiralmitte hin sukzessiv verdichtet oder reduziert wird. Die zwei radial innersten Kompressionskammern werden hierbei als Ausstoßkammern bezeichnet. Die Ausstoßkammern verbinden oder vereinigen (verschmelzen) sich in einem auch als „Merging“ bezeichneten Prozess zu einer gemeinsamen Auslasskammer, welche das verdichtete Kältemittel über die Auslassöffnung aus der Auslasskammer fördert.
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Unter den Spiralendbereichen werden hier und im Folgenden insbesondere die zentralen oder radial inneren Bereiche der Spiralwände verstanden, zwischen denen im Zuge des Verdichtungsprozesses die Auslasskammer gebildet wird.
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Durch den axialen Versatz des Spiralendbereichs ist eine zumindest abschnittsweise Unterbrechung der Anlage der Spiralspitze an der gegenüberliegenden Basisplatte realisiert. Mit anderen Worten ist zumindest eine tangentiale Verbindung zwischen der Auslasskammer und einer benachbarten Ausstoß- oder Kompressionskammer realisiert. Aufgrund der dadurch bewirkten fluid- und drucktechnischen Kopplung zwischen den Verdichterkammern wird ein unerwünschter Überdruck innerhalb der zentralen Auslasskammer vermieden, wodurch die Flächenpressung im Spiralzentrum reduziert, und nach außen verteilt wird. Dadurch wird die Flächenpressung gleichmäßiger verteilt, wodurch lokale Spannungen im Inneren oder Zentrum des Scrollverdichter vermieden oder zumindest reduziert werden. In der Folge wird der Verschleiß der Scrolls reduziert und deren Lebensdauer und Robustheit verbessert.
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Unter „axial“ oder einer „Axialrichtung“ wird hier und im Folgenden insbesondere eine Richtung parallel (koaxial) zur Drehachse des Scrollverdichters, also senkrecht zu den Basisplatten verstanden. Entsprechend wird hier und im Folgenden unter „radial“ oder einer „Radialrichtung“ insbesondere eine senkrecht (quer) zur Drehachse des Scrollverdichters orientierte Richtung entlang eines Radius der Scrolls verstanden. Unter „tangential“ oder einer „Tangentialrichtung“ wird hier und im Folgenden insbesondere eine Richtung entlang des Umfangs der Scrolls (Umfangsrichtung, Azimutalrichtung), also eine Richtung senkrecht zur Axialrichtung und zur Radialrichtung, verstanden.
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In einer vorteilhaften Ausführung ist der Spiralendbereich über die gesamte Spiralwandbreite axial gegenüber der Spiralspitze eingezogen. Dies bedeutet, dass der Spiralendbereich als Ganzes gegenüber der Spiralspitze versetzt oder eingezogen angeordnet ist. Dadurch ist zusätzlich zu einer tangentialen auch eine radiale Verbindung zwischen der Auslasskammer und benachbarten Ausstoß- oder Kompressionskammern realisiert, wodurch eine besonders zuverlässige Reduzierung der Flächenpressung im Spiralzentrum ermöglicht ist.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung ist ein entlang des Spiralverlaufs orientierter Übergangsbereich vorgesehen, mittels welchen der Spiralendbereich gegenüber der Spiralspitze axial eingezogen ist. Der Übergangsbereich weist hierbei eine an die gewünschte Flächenpressung angepasste(n) Kontur oder Verlauf entlang des Spiralverlaufs auf. Beispielsweise weist der Übergangsbereich einen stufenförmigen Verlauf auf.
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In einer geeigneten Weiterbildung weist der Übergangsbereich hinsichtlich des Spiralverlaufs insbesondere einen stetigen und monotonen Verlauf auf. Derartige Verläufe sind mit einem größeren Herstellungsaufwand verbunden, ermöglichen jedoch eine besonders gleichmäßige Flächenpressung im Zuge des Verdichtungsprozesses. Der Übergangsbereich weist hierbei beispielsweise einen etwa parabolischen oder quadratischen Verlauf auf.
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In einer konstruktiv besonders einfachen Ausbildung ist der Übergangsbereich entlang des Spiralverlaufs als eine gerade Rampe ausgeführt. Der Übergangsbereich ist somit als eine Entlastungsrampe der Spiralspitze ausgeführt.
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Der Anfang beziehungsweise die Länge des Spiralendbereichs oder des Übergangbereichs ist vorzugsweise experimentell mittels Vorcharakterisierung für den jeweiligen Scrollverdichter bestimmt. In einer zweckmäßigen Ausführung beginnt der Spiralendbereich und/oder der Übergangsbereich an einer Stelle der Spiralwand, welche im Bereich der radial innersten Verdichterkammer, also der (Scroll--)Auslasskammer, an der jeweils anderen Spiralwand anliegt, wenn innerste Verdichterkammer im Zuge des Verdichtungsprozesses das kleinste Volumen aufweist. Mit anderen Worten beginnt der Spiralendbereich im Bereich des Anlagepunkts der Spiralwände zum Zeitpunkt der Separation, bei welcher die Auslasskammer aufgelöst wird, und bei welcher die zwei Ausstoßkammern zu einer neuen gemeinsamen Auslasskammer übergehen. Diese Stelle ist nachfolgend auch als Seal-Off-Punkt bezeichnet.
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In einer geeigneten Weiterbildung ist der Spiralendbereich beziehungsweise der Übergangsbereich durch eine zerspanende Bearbeitung der Spiralwand, insbesondere mittels Fräsen, hergestellt.
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Ein zusätzlicher oder weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass der axiale Absatz oder Versatz des Spiralendbereichs gegenüber der Spiralspitze eine axiale Höhe zwischen 0,005 mm (Millimeter) und 0,025 mm, insbesondere etwa 0,01 mm, vorzugsweise etwa 0,015 mm, aufweist. Dies bedeutet, dass der axiale Höhenunterschied zwischen dem Anfang und dem Ende des Übergangbereichs zwischen 0,005 mm und 0,025 mm beträgt.
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Der Begriff „etwa“ bezeichnet insbesondere einen gewissen Längenbereich um den angegeben Wert, beispielsweise ± 0,005 mm. Beispielsweise ist eine Höhe von etwa 0,01 als (0,01 ± 0,005) mm, also als ein Längenbereich zwischen 0,0095 mm bis 0,015 mm, zu verstehen.
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In einer möglichen Ausgestaltung ist die Spiralwand des beweglichen oder orbitierenden Scrolls mit dem Spiralendbereich versehen.
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Der erfindungsgemäße Kältemittelantrieb ist insbesondere als ein Kältemittelverdichter, beispielsweise als ein elektromotorischer Scroll-Kältemittelverdichter, eines Kraftfahrzeugs ausgeführt. Der Kältemittelantrieb ist hierbei insbesondere zur Verdichtung eines Kältemittels einer Kraftfahrzeugklimaanlage vorgesehen, sowie dazu geeignet und eingerichtet. Der Kältemittelantrieb weist einen elektromotorischen Antrieb auf, welcher von einer Leistungselektronik gesteuert und/oder geregelt ist. Der Antrieb ist antriebstechnisch mit einem Verdichterkopf gekoppelt, wobei der Verdichterkopf als ein vorstehend beschriebener Scrollverdichter ausgeführt ist. Dadurch ist ein besonders geeigneter Kältemittelantrieb realisiert.
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Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:
- 1 in perspektivischer Darstellung ein Kältemittelantrieb,
- 2 in perspektivischer Darstellung ausschnittsweise ein beweglicher Scroll des Kältemittelantriebs,
- 3 in Draufsicht ausschnittsweise den beweglichen Scroll und einen feststehenden Scroll,
- 4 in Schnittansicht den beweglichen Scroll,
- 5 in Schnittansicht ausschnittsweise den beweglichen Scroll, und
- 6 bis 9 in schematischer Seitenansicht unterschiedliche Ausführungen eines Übergangbereichs des beweglichen Scrolls.
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Einander entsprechende Teile und Größen sind in allen Figuren stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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Die 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Kältemittelantrieb 2, welcher beispielsweise in einem nicht näher dargestellten Kältemittelkreislauf einer Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs verbaut ist. Der elektromotorische Kältemittelverdichter 2 weist einen elektrischen (elektromotorischen) Antrieb 4 und ein mit diesem gekoppelten Scrollverdichter 6 als Verdichterkopf auf. Zwischen dem Antrieb 4 und dem Verdichterkopf 6 ist ein Lagerschild (Center Plate) 8 als mechanische Schnittstelle vorgesehen, mittels welchem der Scrollverdichter 6 antriebstechnisch an den Antrieb 4 angebunden ist.
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Das Lagerschild 8 bildet eine Zwischenwand zwischen einem Antriebsgehäuse 10 und einem Verdichtergehäuse 12. Der Scrollverdichter 6 ist mittels umfangsseitig verteilten, sich in eine Axialrichtung A des Kältemittelantriebs 2 erstreckenden Flanschverbindungen 14 mit dem Antrieb 4 verbunden (gefügt, geschraubt), welche in den Figuren lediglich beispielhaft mit Bezugszeichen versehen sind.
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Ein verdichterseitiger Gehäuseteilbereich des Antriebsgehäuses 10 ist als ein Motorgehäuse zur Aufnahme eines nicht näher gezeigten Elektromotors ausgebildet und einerseits durch eine nicht gezeigte, integrierte Gehäusezwischenwand zu einem mit einem Gehäusedeckel versehenen Elektronikgehäuse mit einer den Elektromotor ansteuernden Motorelektronik (Elektronik) 16 und andererseits durch die Center Plate 8 verschlossen. Das Antriebsgehäuse 10 weist im Bereich des Elektronikgehäuses einen Anschlussabschnitt 18 zur elektrischen Kontaktierung der Elektronik 16 an ein Bordnetz des Kraftfahrzeugs auf.
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Der Kältemittelantrieb 2 weist einen (Kältemittel-)Einlass oder (Kältemittel-)Zulauf 20 zum Anschluss an den Kältemittelkreislauf und einen (Kältemittel-)Auslass 22 auf. Der Einlass 20 ist in einem dem Elektronikgehäuse zugewandten Bereich des Motorgehäuses angeformt. Der Auslass 22 ist an einem Boden eines Verdichterkopfgehäuses 12 angeformt. Im angeschlossenen Zustand bildet der Einlass 20 die Niederdruck- oder Saugseite (Sauggasseite) und der Auslass 22 die Hochdruck- oder Pumpseite (Pumpenseite) des Kältemittelantriebs 2.
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Der Scrollverdichter 2 weist zwei gegeneinander beziehungsweise relativ zueinander bewegbare Scrolls 24, 26 auf (3), welche innerhalb des Verdichtergehäuses 12 angeordnet sind.
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Der in den 2, 4 und 5 näher dargestellte Scroll 24 ist im Betrieb des Scrollverdichters 6 orbitierend angetrieben. Der Scroll 26 ist starr, also gehäusefest, im Verdichtergehäuse 12 angeordnet. Die beiden Scrolls (Scrollteile) 24, 26 greifen mit deren schnecken- oder spiralförmigen Spiralwänden (Scrollwänden, Scrollspiralen) 24a, 26a ineinander, die von einer jeweiligen Basisplatte 24b, 26b axial emporragen. Zwischen den Scrolls 24, 26 ist eine Anzahl von Verdichterkammern 28 gebildet, wobei in 3 lediglich die radial innerste Auslasskammer, mit einem Bezugszeichen versehen ist. Die Basisplatte 26b des Scrolls 26 weist im Bereich der Auslasskammer 28 eine zentrale, hochdruckseitige, Öffnung als Auslass 30 auf, über welchen das verdichtete Kältemittel in eine Hochdruckkammer des Scrollverdichters 6 geführt wird.
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Zwischen dem Scroll 26 und der Hochdruckkammer, also am Boden der Basisplatte 26b, ist beispielsweise ein Flatterventil (Fingerfeder-Ventil) als Abdeck- oder Verschließteil angeordnet, mit welchem der Auslass 30 abgedeckt ist. Unter einem Flatterventil ist hierbei insbesondere ein Rückschlagventil zu verstehen, welches ohne sonstigen äußeren Antrieb, lediglich aufgrund von Druckunterschieden auf den beiden Ventilseiten in Durchlassrichtung öffnet und sich selbsttätig wieder schließt, also den Auslass 30 abdeckt.
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Die Spiralwand 24a des Scrolls 24 weist eine axiale Anlagefläche zur Anlage an der Basisplatte 26b auf, welche nachfolgend auch als Spiralspitze (Scroll-Tip) 24c bezeichnet ist. Die Spiralwand 24a weist einen zentralen Spiralendbereich 32 auf, welcher axial gegenüber der Spiralspitze 24c eingezogen ist. Der Spiralendbereich 32 weist einen Übergangsbereich 34 und einen Endbereich 36 auf.
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Der Übergangsbereich 34 beziehungsweise der Spiralendbereich 32 sind durch eine zerspanende Nachbearbeitung der Spiralwand 24, insbesondere mittels Fräsens, hergestellt. Der Übergangsbereich 34 ist hierbei insbesondere als eine Entlastungsrampe für die radial innerste Verdichterkammer 28 ausgebildet, so dass die Flächenpressung im Scrollzentrum reduziert wird.
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Die 4 zeigt eine Schnittansicht des Scrolls 24, wobei die 5 einen Ausschnitt V der 4 vergrößert darstellt. In der 4 sind zwei Punkte A und B der Spiralspitze 24c markiert, welche in 2 entsprechend gezeigt sind.
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Der Endbereich 36 ist an dem radial innenseitigen Spiralende der Spiralwand 24a angeordnet, und ist parallel zur Bodenplatte 24b orientiert. Der Endbereich 36 ist - wie insbesondere in der 5 ersichtlich - mittels einer axialen Höhe 38 gegenüber der Spiralspitze 24c eingezogen. Die Höhe 38, also der Höhen- oder Axialversatz zwischen dem Endbereich 36 und der Spiralspitze 24c, ist mittels des Übergangsbereichs 34 realisiert. Der Spiralendbereich 32 beziehungsweise der Übergangsbereich 34 erstrecken sich über die gesamte Spiralwandbereite. In einer geeigneten Dimensionierung ist die Höhe 38 beispielsweise auf etwa 0,015 mm bemessen.
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Der Übergangsbereich 34 weist einen in die Spiralspitze 24c einmündenden Anfang 40 und ein in den Endbereich 36 einmündendes Ende 42 auf (2, 5). Der Übergangsbereich 34 kann sich in einer nicht näher gezeigten alternativen Ausführung auch über den kompletten Spiralendbereich 32 erstrecken, so dass das Ende 42 im Wesentlichen am Spiralende angeordnet ist, wobei der Spiralendbereich 32 im Wesentlichen keinen Endbereich 36 aufweist.
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Der Anfang 40 des Spiralendbereichs 32 oder des Übergangbereichs 34 ist vorzugsweise experimentell mittels Vorcharakterisierung für den Scrollverdichter 2 bestimmt. Der Anfang 40 ist hierbei beispielsweise im Bereich eines Seal-Off-Punkts angeordnet. Dies bedeutet, der Anfang 40 ist insbesondere an einer Stelle der Spiralwand 24a, welche im Bereich der (Scroll-)Auslasskammer 28, an der jeweils anderen Spiralwand 26a anliegt, wenn die Auslasskammer 28 das kleinste Volumen aufweist. Mit anderen Worten beginnt der Spiralendbereich 32 beziehungsweise der Übergangsbereich 34 im Bereich des Anlagepunkts der Spiralwände 24a, 26a zum Zeitpunkt des Ausstoßes des verdichteten Fluids aus der Auslasskammer 28 beziehungsweise zum Zeitpunkt der Separation.
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Die Position des Anfangs 40 ist bezogen auf eine Spiralwandgeometrie nachfolgend anhand der 3 näher erläutert.
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Die Spiralwand 24a ist als gegeneinander versetzte zwei Kreisevolventen ausgeführt, welche die Innen- und Außenseite 44, 46 der Spiralwand 24a ausbilden. Die Kreisevolventen beziehungsweise die Innen- und Außenseiten 44, 46 sind über zwei Kreisbögen 48, 50 mit unterschiedlichen Krümmungsradien an dem Spiralende miteinander verbunden. Das in 3 näher gezeigte Spiralende geht von der Innenseite oder Innenkontur 44 der Spiralwand 24a in einen konvexen Kreisbogen 48 mit einem vergleichsweise großen Radius über. Der konvexe Kreisbogen 48 ist über einen konkaven Kreisbogen 50 mit einem vergleichsweise kleinem Radius in die Außenseite oder Außenkontur 46 überführt.
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Der Anfang 40 ist hierbei an Stelle an der Spiralwand 24c angeordnet, an welcher die Innenkontur 44 in den Kreisbogen 48 übergeht.
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Der Übergangsbereich 34 weist eine an die gewünschte Flächenpressung angepasste(n) Kontur oder Verlauf entlang des Spiralverlaufs auf. Nachfolgend sind anhand der schematischen und vereinfachten Darstellungen der 6 bis 9 unterschiedliche Verläufe des Übergangbereichs 34 näher erläutert.
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In den Ausführungen der 6, 7 und 9 weist der Übergangsbereich 34 einen stetigen und monotonen Verlauf auf. Der Übergangsbereich 34 im Ausführungsbeispiel der 8 ist stufenförmig und unstetig ausgeführt.
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Die 6 zeigt eine Ausführung als lineare Rampe mit konstanter Steigung. Dies entspricht im Wesentlichen der in 2 und 3 und 4 dargestellten Ausführung des Übergangsbereichs 24.
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In den Ausführungen der 7 und 9 weist der Übergangsbereich 24 einen etwa quadratischen oder parabolischen Verlauf auf, wobei in der Ausführung der 9 der konkave Verlauf zum Ende 42 hin in einen konvexen übergeht.
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Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen beschriebenen Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.
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So ist es beispielsweise möglich, den Spiralendbereich 32 entsprechend in die Spiralspitze der Spiralwand 26a einzubringen.
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Bezugszeichenliste
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- 2
- Kältemittelantrieb
- 4
- Antrieb
- 6
- Scrollverdichter
- 8
- Lagerschild
- 10
- Antriebsgehäuse
- 12
- Verdichtergehäuse
- 14
- Flanschverbindung
- 16
- Motorelektronik
- 18
- Anschlussabschnitt
- 20
- Einlass
- 22
- Auslass
- 24, 26
- Scroll
- 24a, 26a
- Spiralwand
- 24b, 26b
- Basisplatte
- 24c
- Spiralspitze
- 28
- Verdichterkammer/Auslasskammer
- 30
- Auslass
- 32
- Spiralendbereich
- 34
- Übergangsbereich
- 36
- Endbereich
- 38
- Höhe
- 40
- Anfang
- 42
- Ende
- 44
- Innenseite/Innenkontur
- 46
- Außenseite/Außenkontur
- 48, 50
- Kreisbogen
- A
- Axialrichtung
- V
- Ausschnitt
- A, B
- Punkt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012104045 A1 [0004]
- DE 102017110759 A1 [0009]
