DE2801206A1

DE2801206A1 - Spiralartige einrichtung mit einem festen gekroepften kurbelantriebsmechanismus

Info

Publication number: DE2801206A1
Application number: DE19782801206
Authority: DE
Inventors: John Engstrom Mccullough
Original assignee: Arthur D Little Inc
Current assignee: Arthur D Little Inc
Priority date: 1977-01-24
Filing date: 1978-01-12
Publication date: 1978-07-27
Also published as: CA1097286A; FR2378193B1; DE2801206C2; SE7800778L; JPS5392915A; AU3154877A; GB1593445A; AU515249B2; IT1091643B; FR2378193A1; JPS6354121B2; US4082484B1; US4082484A

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine spiralartige Einrichtung und insbesondere einen spiralartigen Kompressor und eine spiralartige Expandiereinrichtung, welche bei relativ hohen Drehzahlen und mäßigen Drücken im Gebrauch betrieben werden, bei denen ein geringfügiger Grad an Leistung zwecks geringer Kosten und langer Lebensdauer geopfert bzvr. in Kauf genommen werden kann.

Nach dem Stande der Technik kennt man eine Kategorie von Vorrichtungen, die im allgemeinen als "Spiral"-Pumpen, -Kompressoren und -Maschinen bezeichnet werden, bei denen zwei gegenseitig zusammenpassende spiralförmige oder Evolventen-Spiralelemente mit der gleichen Steigung auf getrennten Endplatten befestigt sind. Diese spiralförmigen Elemente sind winklig und radial versetzt, um sich gegeneinander entlang wenigstens einem Linienberührungspaar, beispielsweise zwischen spiralförmig gekrümmten Oberflächen, zu berühren. Ein Linienberührungspaar liegt näherungsweise auf einem einzigen Radius, der aus dem Zentralbereich der Spiralglieder nach außen gezogen wird. Das so ausgebildete Fluidvolumen erstreckt sich demzufolge längs seines gesamten Weges um den zentralen Bereich der Spiralglieder. In bestimmten Einzelfällen erstreckt sich die Tasche oder das Fluidvolumen nicht über volle 360 , sondern schließt infolge der besonderen Anordnung der öffnungen einen kleineren Winkel um den Zentralbereich der Spiralglieder ein. Die Taschen bestimmen Fluidvolumen, deren winklige Lage sich mit dem relativen Bahnumlauf der spiralförmigen Zentren verändert; und alle Taschen behalten die gleiche relative winklige Lage bei. Während sich die Berührungslinien entlang der Spiralglieder-Oberflächen verschieben, erfahren die so ausgebildeten Taschen eine Veränderung im Volumen. Die resultierenden Bereiche des niedersten und des höchsten Druckes sind mit Fluidöffnungen verbunden.

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Aus der US-PS 801 182 ist diese allgemeine Gattung der Vorrichtung bekannt. Auch in den US-Patentschriften 1 376 291,

2 475 247, 2 494 100, 2 809 779, 2 841 089, 3 560 119,

3 600 114, 3 802 809 und 3 817 664 und in der britischen Patentschrift 486 192 sind Spiralkompressoren und -pumpen beschrieben.

Obgleich die Konzipierung einer spiralartigen Einrichtung eine Zeitlang als besonders vorteilhaft angesehen worden ist, war die spiralartige Einrichtung nach dem Stande der Technik, wie sie beispielsweise in den vorgenannten Patenten offenbart ist, wirtschaftlich nicht erfolgreich, in erster Linie deshalb, weil Abdichtungs- und Verschleißprobleme auftraten, die den erzielbaren Leistungen, der erzielbaren Lebensdauer und den erzielbaren Druckverhältnissen ernsthafte Grenzen setzten.

Diese Abdichtungs- und Verschleißprobleme sind von radialer sowie von tangentialer Art. Somit muß eine wirkungsvolle Axialberührung zwischen den Enden der spiralförmigen Evolventen-Elemente und den Endplatten-Oberflächen der Spiralglieder, die sich berühren, hergestellt werden, um gegen eine radiale Leckage abzudichten und eine wirkungsvolle Radialabdichtung zu erhalten, und es muß für Maschinen mit einem hohen Wirkungsgrad eine wirkungsvolle Radialberührung bei minimalem Verschleiß entlang der sich bewegenden Linienberührungen erhalten werden, die zwischen den spiralförmigen Evolventen-Elementen hergestellt werden, um gegen eine tangential Leckage abzudichten.

Vor kurzem jedoch wurden die mit einem Abdichten und einem Verschleiß zusammenhängenden Probleme in einem Maße minimiert, daß die spiralartige Einrichtung bezüglich der Leistungsfähigkeit mit anderen Arten von Kompressoren, Expansionsmaschinen und Pumpen konkurrieren kann. Lösungsvorschläge zu diesen Problemen sind in den US-Patentschriften 3 874 827, 3 884 599, 3 924 927, 3 994 633 und 3 994 636 enthalten. Als Lösungs-

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vorschlage werden Einrichtungen vorgeschlagen, die zumindest einem Teil der Zentrifugalkräfte entgegenwirken, welche auf dem bahnumlaufenden Spiralglied wirken, und die die tangentialen Abdichtungskräfte entlang der Linienberührungen zwischen den Evolventen-Einhüllgliedern der Spiralglieder steuern; ferner werden axiale Federungs-/Abdichtungs-Einrichtungen vorgeschlagen, um eine wirkungsvolle Radialabdichtung zwischen den Enden der Evolventen-Einhüllglieder und den Oberflächen der Spiralglieder-Endplatten zu gewährleisten; auch sind Einrichtungen vorgesehen, um Axialkräfte aufzubauen, so daß die Spiralglieder fortwährend in eine Berührung zwecks Aufrechterhaltung einer Radialabdichtung gedrängt werden.

Als Ergebnis dieser Lösungsvorschläge der konstruktiven Basisprobleme bei spiralartigen Einrichtungen wurde nun eine Nachfrage für spiralartige Einrichtungen für einen weiten Verwendungsbereich geweckt, um einem wachsenden Bedarf an Kompressoren und Expandiereinrichtungen in einer Reihe von unterschiedlichen Anwendungsfällen Rechnung zu tragen. Unter diesen Spiral-Einrichtungs-Arten befinden sich Kompressoren und Expandiereinrichtungen mit relativ hoher Drehzahl (z.B. größer als ca. 1800 U/min.), die bei mäßigen bzw. mittleren Drücken (z.B.

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nicht größer als ca. 7,03 kg/cm (100 psi))im Privathaushalt, auf Farmen bzw. Bauernhöfen, in der Lichtindustrie bzw. Leichtindustrie und dgl. betrieben werden. Kompressoren und Expandiereinrichtungen dieser allgemeinen Gattung müssen im allgemeinen geringe Kosten aufweisen, relativ klein in der Dimensionierung sein (z.B. bis ca. 3 PS (3 BHP)) und müssen in intermittierender Weise über lange Zeiträume ohne Wartung verwendbar sein. Typischerweise wird bei derartigen Anwendungsfällen eine Einbuße eines geringen Grades der Betriebsleistung für die Erzielung dieser Eigenschaften angenommen bzw. hingenommen, wenn es nicht erwünscht ist.

Es ist demzufolge Aufgabe der Erfindung, eine spiralartige Einrichtung zu schaffen, die insbesondere für einen Betrieb bei

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hoher Drehzahl und mäßigem Druck geeignet ist. Aufgabe ist ferner die Schaffung einer spiralartigen Einrichtung der vorstehend beschriebenen Gattung, die zu relativ niedrigen Kosten herstellbar und intermittierend über lange Betriebszeiten ohne Wartung betrieben werden kann. Aufgabe ist auch die Schaffung von Kompressoren, die insbesondere für einen Gebrauch im Privathaushalt, auf Bauernhöfen bzw. in Farmbetrieben, in der Klein- bzw. Leichtindustrie und dgl. geeignet sind. Aufgabe ist ferner die Schaffung einer spiralartigen Einrichtung, sowohl Kompressoren als auch Expandiereinrichtungen, in einer neuen Konzeption, die jedweden Verschleiß zwischen den Einhüllgliedern der Spiralglieder wesentlich eliminiert und einen akzeptablen Leistungspegel erzielt.

Erfindungsgemäß ist eine Positiv-Fluid-Verschiebungs-Einrichtung bzw. eine Einrichtung zum zwangsweisen Verschieben eines Fluids vorgesehen, die so ausgebildet ist, daß Fluid durch eine Einlaßöffnung zwecks Zirkulation durch die Einrichtung und anschließend durch eine Auslaßöffnung abgeleitet wird, daß ein stationäres Spiralglied mit einer Endplatte und einem Evolventen-Einhüllglied und ein auf einer Bahn umlaufendes Spiralglied mit einer Endplatte und einem Evolventen-Einhüllglied vorgesehen sind, daß eine Antriebseinrichtung vorgesehen ist, um das auf der Bahn umlaufende Spiralglied bezüglich des stationären Spiralgliedes auf der Bahn zu bewegen, wodurch die Seitenflanken zusammen mit den Endplatten der Evolventen-Einhüllglieder wenigstens eine sich bewegende Tasche mit einem variablen Volumen und unterschiedliche Fluid-Druckbereiche bestimmen, daß eine Kupplungseinrichtung vorgesehen ist, um die Spiralglieder in einer festen winkligen Beziehung zueinander zu halten, daß eine eine Axialkraft ausübende Einrichtung zur Schaffung einer Axialkraft vorgesehen ist, um das Evolventen-Einhüllglied des stationären Spiralgliedes in eine Axialberührung mit der Endplatte des bahnumlaufenden Spiralgliedes und das Evolventen-Einhüllglied des bahnumlaufenden Spiralgliedes in eine Axial-

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berührung mit der Endplatte des stationären Spiralgliedes zu drängen, wodurch eine Radialabdichtung der Taschen erzielt wird, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Antriebseinrichtung so angeordnet ist, daß die Bahnumlaufbewegung des auf der Bahn umlaufenden Spiralgliedes bewirkt wird, so daß ein kleiner Zwischenraum zwischen den Seitenflanken der Einhüllglieder aufrechterhalten wird und dadurch ein Verschleiß der Seitenflanken über lange Betriebszeiten wesentlich eliminiert wird, während die wesentliche Integrität der unterschiedlichen Fluid-Druckbereiche beibehalten wird.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht eine Antriebseinrichtung vor, die eine Antriebswelle, einen Wellenstutzen, eine Lagerbefestigung,ein Gegengewicht und eine Verriegelungseinrichtung aufweist, wobei die Antriebswelle in einer Kurbelplatte endigt und auf der Maschinenachse drehbar ist, der Wellenstutzen sich von dem sich auf einer Bahn bewegenden Spiralglied auf einer Achse parallel zu und in einem Abstand von der Maschinenachse in einem Abstand erstreckt, der gleich dem Radius der Umlaufbahn des bahnumlaufenden Spiralgliedes ist, und die Verriegelungseinrichtung die Einrichtung mit der Lagerbefestigung und dem Gegengewicht an der Kurbelplatte in einer vorbestimmten Beziehung starr befestigt und dadurch der Zwischenraum bzw. Abstand bestimmt wird.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Einrichtung sieht eine Verriegelungseinrichtung vor, die einstellbar ist, um den Zwischenraum zwischen den Einhüllgliederflanken einzustellen. Insbesondere beträgt dieser Zwischenraum ca. 0,00508 bis 0,0254 cm (ca. 0,002 bis 0,010 inch).

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung näher beschrieben; es zeigt:

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Fig. 1 einen Längsschnitt eines spiralartigen erfindungsgemäß aufgebauten Kompressors,

Fig. 2 einen Teilquerschnitt der Einhüllglieder des Spiralgliedes nach Fig. 1, wobei der Zwischenraum zwischen den Einhüllgliederflanken erkenntlich ist,

Fig. 3 einen Querschnitt des bahnumlaufenden Spiralgliedes, das in Fig. 1 gezeigt, jedoch um 90° gedreht ist,

Fig. 4 einen vergrößerten detaillierten Querschnitt der Radialabdichtungseinrichtung, die zum Abdichten der Spiralglieder-Einhüllglieder gegenüber den Endplatten verwendet wird,

Fig. 5 einen vergrößerten detaillierten Querschnitt des öldichtringes zwischen dem bahnumlaufenden Spiralglied und der Gehäuseumfangsverlängerung des stationären Spiralgliedes,

Fig. 6 einen detaillierten Längsschnitt durch eine vorteilhafte erfindungsgemäße Ausführungsform einer Antriebseinrichtung des bahnumlaufenden Spiralgliedes, wobei die einstellbare feste gekröpfte Kurbel ersichtlich ist,

Fig. 7 einen Querschnitt der Antriebsein richtung nach Fig. 6,

Fig. 8 einen Querschnitt einer festen gekröpften Antriebseinrichtung, die nicht einstellbar ist,

Fig. 9 eine Endansicht einer vorteilhaften Ausführungsform eines Kupplungsgliedes, und

Fig. 10 eine Endansicht des Kompressors nach Fig. 1.

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Die spezielle Betriebsweise der Spiraleinrichtung ist bereits in schon erteilten Patenten beschrieben (vgl. beispielsweise US-Patent No. 3 884 599). Es ist demzufolge nicht erforderlich, eine Beschreibung der Betriebsweise einer derartigen Einrichtung im einzelnen zu wiederholen. Es ist lediglich notwendig herauszustellen, daß eine spiralartige Einrichtung betätigt wird, indem eine abgedichtete Tasche mit Fluid bewegt wird, das von einem Bereich in einen anderen Bereich gefördert wird, der einen anderen Druck aufweisen kann. Wird das Fluid komprimiert, während es von einem Bereich mit einem niedrigeren Druck zu einem Bereich mit einem höheren Druck bewegt wird, dient die Einrichtung als Kompressor; wird das Fluid expandiert, während es von einem Bereich mit einem höheren Druck zu einem Bereich mit einem niedrigeren Druck bewegt wird, dient es als Expandier- bzw. Entspannungseinrichtung; bleibt das Fluidvolumen unabhängig vom Druck im wesentlichen konstant, dann dient die Einrichtung als Pumpe oder Motor.

Die Fluidtasche wird durch zwei parallele Ebenen, die durch Endplatten bestimmt sind, und durch zwei nahezu zylindrische Oberflächen begrenzt, die durch die Evolvente bzw. Abwicklungskurve eines Kreises oder einer anderen zweckmäßig gekrümmten Konfiguration bestimmt sind. Die Spiralglieder weisen parallele Achsen auf, da nur auf diese Weise eine durchgehende abdichtende Berührung zwischen der ebenen Oberfläche der Spiralglieder aufrechterhalten v/erden kann.

In der gesamten nachfolgenden Beschreibung wird der Begriff "Spiralglied" zur Kennzeichnung desjenigen Bauteils verwendet, das sowohl die Endplatte als auch diejenigen Elemente aufweist, welche die Berührungsoberflächen bestimmen, die bewegliche Linienberührungen herstellen. Der Begriff "Einhüllglied" wird zur Kennzeichnung derjenigen Elemente verwendet, die die sich bewegenden Linienberührungen herstellen. Diese Einhüllglieder haben eine Konfiguration von beispielsweise einer Evolvente

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eines Kreises (Evolventen-Spirale), eines Kreisbogens, etc., und haben sowohl eine Höhen- als auch eine Dickenerstreckung sowie Seitenflanken. Der Begriff "Radialabdichtung¹¹ wird zur Kennzeichnung der Abdichtung zwischen den Einhüllglied-Enden und den Endplatten verwendet, die sie berühren, d.h. er betrifft denjenigen Teil der Abdichtung, der ein Entweichen von Arbeitsfluid radial nach außen quer über die Einhüllglied-Enden verhindert. Der Begriff "Tangentialabdichtung" wird zur Kennzeichnung der Abdichtung längs der sich bewegenden Linienberührungen verwendet, die durch die Spiraleinhüllglieder in bekannten Vorrichtungen erzeugt werden, während das bahnumlaufende Spiralglied angetrieben wird, um auf einer Bahn um das stationäre Spiralglied umzulaufen.

Bei der Konzipierung einer spiralartigen Einrichtung wurde es bisher für notwendig gehalten, ein wirkungsvolles Abdichten der sich bewegenden Fluidtaschen sowohl in Radial- als auch in Tangentialrichtung zu erzielen, so daß ein Kompressor oder eine Expandiereinrichtung mit akzeptablem Wirkungsgrad entsteht. Bei früheren Ausführungsformen von Einrichtungen dieser Gattung waren die Lösungen, die zur Überwindung der Probleme der radialen und tangentialen Abdichtung in einer Spiraleinrichtung vorgeschlagen wurden, bestenfalls nur teilweise zufriedenstellend, denn mit diesen waren im Betrieb ständig ernsthafte Verschleißprobleme verbunden. Somit setzten diese Abdichtungs- und Verschleißprobleme ernsthafte Beschränkungen im Hinblick auf Leistungsfähigkeit, Lebensdauer und Druckverhältnisse, die bei einer früheren spiralartigen Einrichtung erzielt werden konnten.

Jüngere Entwicklungen bei einer Spiraleinrichtung haben jedoch sowohl Radial- als auch Tangentialabdichtungseinrichtungen geschaffen, die ein wirkungsvolles Abdichten bei minimalem Verschleiß erzielen. Diese radialen Abdichtungseinrichtungen sind in den US-Patenten No. 3 994 633 und 3 994 636 beschrieben, von denen das letztere eine neuartige axiale Federungs-/Abdich-

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tungs-Einrichtung offenbart, die Dichtelemente aufweist, v.^Telche im allgemeinen so gestaltet sind, daß sie die gleiche Konfiguration wie die Einhüllglieder besitzen, mit denen sie verwendet v/erden, und eine Einrichtung enthält, um die Dichtelemente zu betätigen, indem diese mit einer vorbestimmten Vorspannung in eine Berührung mit der gegenüberliegenden Spiralglied-Endplatte gedrängt werden. Die Einrichtung zum Betätigen des Dichtelementes zwecks Herstellung einer axialen Abdichtungsberührung kann pneumatisch, mechanisch oder eine Kombination aus beiden sein. Diese axiale Federungs-/ Abdichtungs-Einrichtung v/ird zweckmäßigerweise in Verbindung mit einer Einrichtung verwendet, die in gewissem Maße Axialkräfte schafft, um die Oberflächen des Einhüllgliedes und der Endplatten in eine Berührung zu drängen, wie z.B. die pneumatische Belastungseinrichtung gemäß US-Patent No. 3 994 633 oder die hydrodynamische Axiallagereinrichtung gemäß US-Anmeldung Serial No. 722 695 vom 13.9.1976 (entsprechend der deutschen Patentanmeldung P 27 35 663.4).

Eine verbesserte Tangentialabdichtung wurde mit Verwendung einer Bahnumlaufspiralglied-Antriebseinrichtung erzielt, die eine zentripetale Radialkraft erzeugt, welche sich zumindest einem Teil der Zentrifugalkraft widersetzen kann, die auf das bahnumlaufende Spiralglied wirkt (vgl. US-Patent No. 3 884 599); eine Verbesserung wurde insbesondere durch Verwendung einer Antriebseinrichtung erzielt, die mit dem bahnumlaufenden Spiralglied über eine radial federnde mechanische Gliedereinrichtung, wie z.B. ein Schwingglied oder ein Gleitblock-Glied, verbunden ist (vgl. US-Patent No. 3 924 977) . Die Verwendung dieser Antriebseinrichtung in Verbindung mit der vorstehend beschriebenen axialen Federungs-ZAbdichtungs-Einrichtung ermöglicht die Benützung von Einhüllgliedern, die nicht mit derartig engen Toleranzen bearbeitet werden müssen, wie dies erforderlich wäre, wenn der Bahnumlaufsradius für das bahnumlaufende Spiralglied fest wäre.

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Es wurde entgegen der vorstehend genannten Lehre gefunden, daß bei Verwendung einiger Spiraleinrichtungen tatsächliche Linienberührungen nicht zwischen den Flanken der Einhüllglieder notwendig sind, während das bahnumlaufende Spiralglied angetrieben wird, um auf einer Bahn um das stationäre Spiralglied umzulaufen. Somit können beispielsweise in einigen Anwendungsfällen für Kompressoren und Expandiereinrichtungen mit relativ hoher Drehzahl und mäßigem Druck, welche mit einem Gas betrieben werden, das keine nennenswerte Menge an Flüssigkeit enthält, und dort, wo Einbußen der Gesamtlei stung aufgrund der Kosten möglich sind , die Spiralglieder so zusammengebaut werden, daß diese einen kleinen Zwischenraum zwischen den Flanken der Einhüllglieder festlegen. Der Zwischenraum kann vorsätzlich eingebaut v/erden, wenn der Kompressor oder die Expandiereinrichtung zusammengebaut wird, oder er kann das Ergebnis eines Abriebs relativ weicher Oberflächen sein, die auf den Flanken der Einhüllglieder aufgebracht sind. Eine bevorzugte Antriebseinrichtung enthält eine einstellbare befestigte gekröpfte Kurbel.

Die Fig. 1 veranschaulicht in einem Längsschnitt einen Spiral-Kompressor, der erfindungsgemäß aufgebaut ist. Für eine einfache, nun folgende Beschreibung im einzelnen wird die Einrichtung, die zwecks Veranschaulichung der Erfindung verwendet wird, als Kompressor bezeichnet. Sie ist jedoch in gleicher Weise zweckmäßig eine Expandiereinrichtung. Der Kompressor gemäß Fig. 1 umfaßt ein stationäres Spiralglied 10, das aus einer Endplatte 11 und Evolventen-Einhüllgliedern 12 gebildet ist; ein bahnumlaufendes Spiralglied 13, das aus einer Endplatte 14 und Evolventen-Einhüllgliedern 15 gebildet ist (vgl. auch Fig. 3); ein Kupplungsglied 16, einen Antriebsmechanismus, der im allgemeinen mit dem Bezugszeichen 17 versehen ist, eine Kurbel-Wellen-Anordnung, welche im allgemeinen mit dem Bezugszeichen 13 gekennzeichnet ist, ein Gehäuse 19 mit einem Ölsumpf 20, Kühlventilator 21 und einer Abdeckung

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Die Endplatte 11 des stationären Spiralgliedes endigt in einem Umfangsring 25 und einem nach außen sich erstreckenden Flansch 26, wobei diese Teile der Endplatte 11 einen Teil des Gehäuses der Einrichtung bilden. Die Endplatte 11 weist auch eine zentrale Stutzenverlängerung 27 auf, die einen Durchgang 28 für ein Hochdruckfluid bestimmt, v/elcher in einer Verbindung mit einer Hochdruck-Fluidtasche 29 steht, die durch die Einhüllglieder 12 und 15 festgelegt wird. Diese zentrale Stutzenverlängerung 27 ist innen bei 30 mit einem Gewinde für einen Eingriff mit einer Kochdruck-Fluidleitung (nicht dargestellt) versehen. Die Endplatte 11 hat auch eine in Umfangsrichtung angeordnete Stutzenverlängerung 31, die einen Durchgang 32 für ein Fluid mit einem niederen Druck bestimmt, wobei der Druchgang

32 in einer Verbindung mit der Niederdruck-Umfangs-Fluidtasche

33 steht und bei 34 ein Gewinde für einen Eingriff mit einer Niederdruck-Fluidleitung vorgesehen ist (nicht dargestellt).

Die Radialabdichtung der Fluidtaschen 29, 33 und der Zwischendrucktaschen 35, 36 und 37 muß quer über die Endoberflächen 40 der Einhüllglieder 12 des stationären Spiralglieds und die innere Oberfläche 41 der Endplatte 14 des bahnumlaufenden Spiralgliedes und quer über die Endoberflächen 42 der Einhüllglieder 15 des bahnumlaufenden Spiralgliedes und die innere Oberfläche 43 der Endplatte 11 des stationären Spiralgliedes erzielt werden. Dies wird vorteilhafterweise durch Verwendung einer axialen Federungs-ZAbdichtungs-Einrichtung, die im einzelnen in Fig. 4 veranschaulicht ist, für das Einhüllglied des stationären Spiralgliedes und für die Endplatte des bahnumlaufenden Spiralgliedes bewerkstelligt. Das Evolventen-Einhüllglied 12 des stationären Spiralgliedes weist einen Kanal 46 auf (siehe auch Fig. 2), der längs im wesentlichen der gesamten Länge eingeschnitten ist, die der gleichen Evolventen-Konfiguration wie das Einhüllglied folgt. Ein Dichtelement 47, das entweder ein metallisches oder nichtmetallisches Material ist, ist so dimensioniert, daß es in den Kanal 46 paßt, so

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daß etwas Bewegung sowohl in Axial- als auch in Radialrichtung möglich ist. Die Oberfläche 48 des Dichtelements 47 ist in einen Abdichtungskontakt mit der Oberfläche 41 der Endplatte 15 des bahnumlaufenden Spiralgliedes durch eine kraftausübende Einrichtung gedrängt, die in der Fig. 4 als eine elastomere O-Ring-Schnur 49 gezeigt ist. In gleicher Weise sind ein Dichtelement und eine Betätigungseinrichtung in einem Kanal im Ende des Einhüllgliedes des bahnumlaufenden Spiralgliedes angeordnet, wie dies in etwa schematisch in der Fig. 1 veranschaulicht ist. Wie nachfolgend beschrieben ist auch eine Einrichtung vorgesehen, die die Einhüllglieder und die Endplatten in eine abdichtende Berührung drängt.

Der Durchmesser der Endplatte 14 des bahnumlaufenden Spiralgliedes ist ausreichend groß, so daß er sich immer über den inneren Rand des Flansches 26 erstreckt, und somit wird die Anordnung eines öldichtrings 55 zwischen der Endplatte 14 und dem Flansch 26 ermöglicht, um die Fluidtaschen von der restlichen Einrichtung abzudichten. Dies ermöglicht wiederum eine ölschmierung des Antriebsmechanismus und der Lager, während das Arbeitsfluid im wesentlichen frei von jedweder Flüssigkeit gehalten wird. Der öldichtring 55 ist in einer vergrößerten Einzelheit in der Fig. 5 dargestellt, und es ist ersichtlich, daß diese aus einem rechtwinkligen Ring 56 gebildet wird, der in eine innere Umfangsaussparung 57 eingesetzt ist, welche in den Flansch 26 eingeschnitten ist, wobei ein kegelstumpfförmiger Abstreifring 58 vorgesehen ist, der so ausgestaltet ist, daß er in den Winkel des Rings 56 eingesetzt und ein Reibkontakt mit der Oberfläche 41 der Endplatte 14 hergestellt werden kann. Dieser Öldichtring verhindert in wirksamer Weise, daß kein Schmieröl im Volumen, das das bahnumlaufende Spiralglied umschließt, in die sich bewegenden Fluidtaschen eintritt.

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Das Gehäuse 19 umfaßt eine Ringverlängerung 25 des stationären Spiralgliedes, einen Flansch 26 und einen Hauptgehäuseabschnitt 60, der bei 61 geflanscht und mit einem unteren ölsumpfgehäuse 62 einstückig ausgebildet ist. Das Gehäuse ist an den Spiralgliedern durch Flansche 26 und 61 durch eine Vielzahl von Schrauben 63 unter Verwendung einer O-Ring-Dichtung 64 befestigt und gegenüber den Spiralgliedern abgedichtet.

Im Betrieb müssen die beiden Spiralglieder in einer festen winkligen Beziehung gehalten werden, und dies wird durch Verwendung eines Kupplungsgliedes 16 erreicht. Das Kupplungsglied, welches in der Ausführungsform einer Einrichtung in der Fig. 1 veranschaulicht ist, ist im wesentlichen das gleiche wie das Kupplungsglied gemäß der US-Patentschrift 3 994 633 (siehe Fig. 14 des Patentes sowie zugehörige Beschreibungsteile) . Somit weist, wie in Fig. 1 ersichtlich, das Kupplungsglied einen Ring 68 mit entgegengesetzt angeordneten Federn 69 auf der einen Seite von diesem auf, die in einem verschieblichen Eingriff mit Federnuten 70 in der inneren Oberfläche des Gehäuseflansches 61 sind. Ein Paar von Federn (nicht dargestellt) sind entgegengesetzt angeordnet auf der anderen Seite des Kupplungsrings 68, um mit Federnuten 71 in der Endplatte des bahnumlaufenden Spiralgliedes verschieblich einzugreifen (Fig. 3).

Eine andere bevorzugte Ausführungsform des Kupplungsgliedes ist in der Anmeldung mit der Serial No. 722 713 vom 13.9.1976 beschrieben (deutsche Patentanmeldung P 27 35 664.5). Diese Ausführungsform des Kupplungsgliedes ist in der Draufsicht in der Fig. 9 dargestellt. Im Hinblick auf die Beschreibung des Aufbaus dieses Kupplungsgliedes im einzelnen wird auf diese Patentanmeldung verwiesen. Das Kupplungsglied der Fig. umfaßt einen Kupplungsring 75, der aus einer relativ leichtgewichtigen Legierung ausgebildet sein kann, wobei ein erstes Paar von zwei Federblöcken 76 für einen Eingriff mit Feder-

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nuten 70 im Gehäuseflansch 61 und ein zweites Paar von Federblöcken 77 für einen Eingriff mit Federnuten 71 im bahnumlaufenden Spiralglied vorgesehen sind. Die Federblöcke 76 sind von den Federblöcken 77 um 90 versetzt und auf entgegengesetzten Seiten des Rings 75 angeordnet. Jeder der Federblöcke ist aus einem selbstschmierenden Material, wie beispielsweise aus Polyimid oder aus Polytetrafluoräthylen ausgebildet,und jeder ist am Ring 75 über einen Schwenkstift 78 befestigt. Jeder Federblock weist zwei parallele, sich in einem Abstand befindliche ölaussparungen 79 auf, die in seinen beiden größeren seitlichen Flächen eingeschnitten sind. Beide Seiten des Rings 75 weisen eine Vielzahl von sich in einem Abstand befindlichen axialkraftstabilisierenden Scheiben 80 auf, die aus einem selbstschmierenden Material ausgebildet und in Senkbohrungen in den Ringoberflächen eingesetzt sind. Diese Ausführungsform des Kupplungsgliedes ist besonders geeignet für einen längeren bzw. ausgedehnten Betrieb ohne Wartung. Da das stationäre Spiralglied 10 starr durch Schrauben 63 am Gehäuse angebracht ist, dient ein Verkeilen des Kupplungsgliedes am Gehäuse in wirkungsvoller Weise dazu, das stationäre Spiralglied mit dem bahnumlaufenden Spiralglied zu verkoppeln.

Das bahnumlaufende Spiralglied 13 weist einen Wellenstumpf 85 auf (siehe auch Fig. 3), der an der Endplatte 14 befestigt oder mit dieser einstückig ausgebildet ist. Das bahnumlaufende Spiralglied wird durch einen Motor (nicht dargestellt) angetrieben, welcher außerhalb des Gehäuses angeordnet ist undmit einer Kompressorwelle 86 in Eingriff bringbar ist, die sich in das Gehäuse durch eine ölabdichtung 87 erstreckt und in einer Kurbelplatte 88 endigt, die an der Welle 86 befestigt oder mit dieser einstückig ausgebildet sein kann. Die Welle ist im Gehäuse über ein Wellenlager 89 und ein Kurbellager 90 befestigt.

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Der Antriebsmechanismus der Spiraleinrichtung ist in vergrösserter Einzelheit in der Fig. 6 dargestellt. Das bahnumlaufende Spiralglied ist an der Antriebswelle 86 über eine Lagerbefestigung 91 befestigt, die wie in der Fig. 7 dargestellt ausgebildet ist, und weist ein Gegengewicht 92 zwecks Ausgleich der Zentrifugalkraft des bahnumlaufenden Spiralgliedes auf. Die Lagerbefestigung 91 steht mit dem Wellenstumpf 85 über ein Nadellager 93 in einem Eingriff, das an seinem Ort durch einen Schnappring 94 gehalten wird. Zwischen der Lagerbefestigung und der Außenoberfläche der Endplatte des bahnumlaufenden Spiralgliedes 13 ist ein Axialstirnlager 95 angeordnet, das als axialkraftausübende Einrichtung wirkt, um die Endplatten und die Einhüllglieder-Enden der beiden Spiralglieder zusammenzudrängen, so daß die gewünschte Axialabdichtung durch die axiale Federungs-/Abdichtungs-Einrichtung erzielt wird, welche vorstehend beschrieben ist. Das Axialstirnlager 95 überträgt die Last vom bahnumlaufenden Spiralglied 13 über das Kurbellager

90 und anschließend zum Gehäuse.

Die Hauptwelle 86, die Kurbelplatte 88, die Lagerbefestigung

91 und das Gegengewicht 92 bilden den einstellbaren festen gekröpften Antriebsmechanismus der Spiraleinrichtung gemäß der Erfindung, welcher vergrößert in den Fig. 6 und 7 gezeigt ist. Es sei erwähnt, daß in der Fig. 6 tatsächlich ein Querschnitt durch die keilförmige Ebene 6-6 der Fig. 7 gezeigt ist, mit dem Zweck, den Aufbau des einstellbaren festen gekröpften Antriebsmechanismus deutlicher zu veranschaulichen.

Bei einem Befestigen des bahnumlaufenden Spiralgliedes an der Kurbelplatte 88 wird eine Vorkehrung getroffen, um die Stellung des Einhüllgliedes des bahnumlaufenden Spiralgliedes relativ zum Einhüllglied des stationären Spiralgliedes einzustellen. Dies wird bewerkstelligt durch Einstellen der Position der Anordnung aus Lagerbefestigung 91 und Gegengewicht 92 relativ zur Kurbelplatte 88 durch Verwendung eines Schwenkstiftes 96 und Verriegelungsschrauben 97 (vorteilhafterweise vier), die

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sich durch Schlitze 98 in der Anordnung aus Lagerbefestigung 91 und Gegengewicht 92 in ein Gewinde in der Kurbelplatte 88 erstrecken. Wie aus Fig. 7 ersichtlich, sind die Schlitze 98 so gestaltet, daß die Anordnung aus Lagerbefestigung 91 und Gegengewicht 92 über einen kleinen Bogen, wie durch Pfeil 99 gezeigt, vor einem Verriegeln dieser Anordnung mit der Kurbelplatte 88 durch die Schrauben 97 bewegt werden kann. Es wurde erfindungsgemäß gefunden, daß, wenn eine wirkungsvolle radiale Abdichtung beispielsweise durch Verwendung der beschriebenen Federungs-/Abdichtungs-Einrichtung erzielt wird, es möglich ist, diesen festen gekröpften Kurbelantriebsmechanismus so einzustellen, daß ein kleiner Zwischenraum 100 (Fig. 2) zwischen den Einhüllgliedern der Spiralglieder existiert, wo normalerweise diese sich bewegende Linienberührungen bilden würden. Dies bedeutet wiederum, daß dort im wesentlichen kein Verschleiß der Einhüllgliederflanken während eines Betriebs eintritt. Dies bedeutet auch, daß keine spezielle maschinelle Bearbeitung der Einhüllglieder bei der Herstellung der Spiralglieder durchgeführt werden braucht. Im Betrieb wird bevorzugt, den Zwischenraum 1OO zwischen den Flanken der Einhüllglieder der Spiralglieder zwischen ca. 0,00508 cm (0,002 inch) und 0,0254 cm (0,010 inch) zu halten.

Der Zwischenraum zwischen den Einhüllgliedern kann auf eine Weise von mehreren möglichen aufgebaut werden. Beim Zusammenbau der Einrichtung kann eine Metallscheibe mit einer Dicke, die gleich dem Zwischenraum ist, zwischen den Einhüllgliedern eingesetzt und dann anschließend entfernt werden, wenn die Befestigungsschrauben 97 angezogen sind. In alternativer Weise wird der Radius der Umlaufbahn der Spiralglieder während einer Werkstattmontage bzw. einer Versuchsanordnung gemessen, und es wird der Radius der Umlaufbahn der Antriebskurbelanordnung auf diesen Wert abzüglich des gewünschten Flankenzwischenraums eingestellt.

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Für jede gegebene Gestalt und Größe eines Kompressors oder einer Expandiereinrichtung ist es im allgemeinen zweckmäßig, die Einrichtung zu betätigen, um zu bestimmen, welcher Umlaufbahnradius erwünscht ist (gleich dem Abstand zwischen der Maschinenachse 101 und der Achse des bahnumlaufenden Spiralgliedes 102 (Fig. 7)}; anschließend wird die Lagerbefestigung 91 auf einen Umlaufbahnradius eingestellt, der geringfügig kleiner ist als der, bei dem Linienberührungen zwischen den Einhüllgliedern eintreten.

Die tatsächliche Größe des Abstandes, die schließlich zwischen den Einhüllgliedern übrig bleibt bzw. vorhanden ist, ist normalerweise zumindest in gewissem Umfang abhängig von der Größe des Kompressors oder der Expandiereinrichtung. Je größer im allgemeinen die Maschine, desto größer kann im allgemeinen der Abstand bzw. der Zwischenraum sein. Die Größe des Zwischenraums kann auch abhängig sein von den Drücken in den Fluidtaschen, die zulässigerweise größer bei niedrigeren Drücken ist.

Die einstellbare Ausfuhrungsform der festen gekröpften Kurbel, welche in den Fig. 6 und 7 veranschaulicht ist, ermöglicht eine Einstellung des Abstandes sowohl zur Zeit der Herstellung als auch, sofern gewünscht, später nach einem Betrieb des Kompressors.

Obgleich die einstellbare feste gekröpfte Kurbel, die in den Fig. 6 und 7 veranschaulicht ist, die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeigt, betrifft die Erfindung auch die Verwendung einer festen gekröpften Kurbel, die nicht einstellbar ist, ä.h. eine, welche so gestaltet und aufgebaut ist, daß die Anordnung aus Lagerbefestigung 91 und Gegengev/icht 92 anfangs und bleibend an der Kurbelplatte 38 befestigt ist, so daß dar gewünschte Zwischenraum zwischen den Einhüllglieder der bahnumlaufenden und stationären Spiralglieder festgelegt wird. Wie in Fig. 8 gezeigt, kann bei dieser Ausführungsform die Anordnung aus Lagerbefestigung 91 und Gegengewicht 92 an der Kurbel-

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platte 88 durch zwei oder mehrere Schrauben 105 befestigt werden.

Eine geeignete Weise einer Anordnung der Spiralglieder bei nicht einstellbarer fester gekröpfter Kurbel ist, daß ermöglicht ist, daß der Zwischenraum verschlissen bzw. abgetragen wird, indem die Flanken der Einhüllglieder mit einem leicht verschleißbaren bzw. entfernbaren Material, wie z.B. Polytetrafluoräthylen,beschichtet werden, wobei die Beschichtung eine Dicke auf v/eist, die im wesentlichen gleich dem gewünschten Abstand bzw. Zwischenraum ist. Die Einrichtung wird anschließend zusammengebaut, so daß Linienberührungen zwischen den Einhüllgliederflanken gerade hergestellt werden. Dann wird in einer kurzen Zeit eines Betriebs die Beschichtung abgetragen bzw. verschlissen, wobei der gewünschte Zwischenraum zurückbleibt und ein Verschleißen des Materials der Einhüllglieder selbst verhindert wird.

Wie vorstehend im Zusammenhang mit der allgemeinen Beschreibung der Einrichtung gemäß Fig. 1 erwähnt, ist ein ölsumpf 20 im unteren Abschnitt 62 des Gehäuses der Einrichtung vorgesehen. Das Schmieröl 109 wird aus dem Sumpf 20 zum Kupplungsglied 16 und zu den verschiedenen Wellen- und Antriebslagern im Gehäuse 19 mit Hilfe eines oder mehrerer Ölfinger 110 zugeführt, die am Kupplungsglied befestigt sind. Diese ölfinger weisen eine Länge auf, so daß diese periodisch in das öl 109 eintauchen und anschließend angehoben werden, um das Öl nach oben im Gehäuse zwecks Zirkulation und Rückführung zum Ölsumpf zu schleudern. Ein Öldurchgang 111 ist vorgesehen, um einen Eetrag des Öls, der direkt in den Gehäusehohlraum 112 geschleudert wird, v/elcher die Kurbelplatte und die Lagerbefestigung umschließt, zum Wellenlager 89 zu leiten.

Bei der Ausführungsform einer Einrichtung nach Fig. 1 ist eine Einrichtung zum Luftkühlen des Kompressorgehäuses vorgesehen,

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wobei durch das Gehäuse die Elemente des Kompressors und das zirkulierende Schmieröl luftgekühlt werden. Diese Einrichtung ist auch in einer Endansicht in der Fig. 10 dargestellt, und es wird im folgenden sowohl auf die Fig. 1 als auch auf die Fig. 10 Bezug genommen.

Eine Luftleitung 115, die in einer Leitungsabdeckung 116 endigt, ist um das Gehäuse der Einrichtung befestigt und wird auf dem Antriebsende einer Vielzahl von Gehäuserippengliedern 117 abgestützt. Kühlluft wird durch die Luftleitung 115 mit Hilfe eines Ventilators 21 zirkuliert, der eine Vielzahl von Ventilatorblättern 118 aufweist, welche zwischen dem äußeren Riemeneingriff rand 119 und dem inneren Welleneingriffring 120 einer Laufrolle 121 befestigt sind. Die Laufrolle 121 ist an der Hauptwelle 86 über eine Feder 122 befestigt, die in einen Eingriff mit der Federnut 123 in der Welle 86 bringbar ist. Die Leitungsabdeckung 116 ist am Spiralgliedende der Gehäuserippenglieder 117 befestigt, und sie endigt kurz vor der Abdeckung des Spiralgliedendes, um eine Reihe von Luftaustrittsöffnungen 124 übrig zu lassen bzw. auszubilden, so daß durch den Ventilator 21 eingezogene Luft über das Einrichtungsgehäuse vom Antriebsende zum Spiralgliedende zirkuliert und durch die öffnungen 124 abgeleitet wird.

Dadurch, daß eine wirkungsvolle Radialabdichtung zwischen den Einhüllglieder-Enden und den Endplatten der Spiralglieder erhalten wird, wobei beispielsweise die beschriebene axiale Federungs-/Abdichtungs-Einrichtung verwendet wird, ist es möglich, eine Spiraleinrichtung aufzubauen, welche einen kleinen Zwischenraum zwischen den Flanken der Einhüllglieder aufweist, ohne daß ein unzulässiger Grad in der Gesamtleistung in Kauf genommen werden muß. Somit ist beispielsweise bei einem Kompressor, der erfindungsgemäß aufgebaut ist, eine Eingangsleistung von 3 PS (3 hp) benötigt, einen Maximaldruck von 7,03 kg/cm (100 psi) aufweist, bei 3450 U/min, betrieben wird

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und Einhüllglieder-Zwischenräume von 0,0127 cm (0,005 inch) hat, es möglich, eine Leistung zu erzielen, die gut innerhalb 5% der Leistung einer vergleichbaren Maschine liegt, bei der eine tatsächliche sich bewegende Linienberührung zwischen den Einhüllgliedern der stationären und der bahnumlaufenden Spiralglieder aufrechterhalten wird. Die Möglichkeit eines Betriebs mit diesem Zwischenraum reduziert materiell bzw. wesentlich die Bearbeitungskosten beim Aufbau der Spiralglieder und eliminiert im wesentlichen den Verschleiß der Flanken der Einhüllglieder. Somit ist es möglich, Spiral-Kompressoren oder -Expandiereinrichtungen wirtschaftlich aufzubauen bzw. herzustellen, die eine große Lebensdauer aufweisen.

Erfindungsgemäß wird somit eine positive Fluid-Verschiebungs-Spiraleinrichtung (Kompressor oder Expandiereinrichtung) bzw. eine Einrichtung zum zwangsweisen Verschieben eines Fluids geschaffen, bei der die Spiralglieder mit einem kleinen Zwischenraum zv/ischen den Seitenflanken der Einhüllglieder laufen und somit wird der Verschleiß der Einhüllglieder wesentlich eliminiert bzw. verringert. Wenn eine wirkungsvolle Radialabdichtung erhalten wird, wird ein sehr geringer Gesamtwirkungsgrad geopfert dafür, daß eine Spiraleinrichtung mit geringen Kosten für eine Reihe von Verwendungszwecken aufgebaut bzw. hergestellt werden kann.

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Leerse ite

Claims

Spiralartige Einrichtung mit einem festen gekröpften Kurbelantriebsmechanismus

Patentansprüche

) Positiv-Fluid-Verschiebungs-Einrichtung bzw. Einrichtung zum zwangsweisen Verschieben eines Fluids, die so ausgebildet ist, daß Fluid durch eine Einlaßöffnung zwecks Zirkulation durch die Einrichtung und anschließend durch eine Auslaßöffnung abgeleitet wird, daß ein stationäres Spiralglied mit einer Endplatte und einem Evolventen-Einhüllglied und ein auf einer Bahn umlaufendes Spiralglied mit einer Endplatte und einem Evolventen-Einhüllglied vorgesehen sind, daß eine Antriebseinrichtung vorgesehen ist, um das auf der Bahn umlaufende Spiralglied bezüglich des stationären Spiralgliedes auf der Bahn zu bewegen, wodurch die Seitenflanken zusammen mit den Endplatten der Evolventen-Einhüllglieder wenigstens eine sich bewegende Tasche mit einem varia-

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blen Volumen und unterschiedliche Fluid-Druckbereiche bestimmen, daß eine Kupplungseinrichtung vorgesehen ist, um die Spiralglieder in einer festen winkligen Beziehung zueinander zu halten, daß eine eine Axialkraft ausübende Einrichtung zur Schaffung einer Axialkraft vorgesehen ist, um das Evolventen-Einhüllglied des stationären Spiralgliedes in eine Axialberührung mit der Endplatte des bahnumlaufenden Spiralgliedes und das Evolventen-Einhüllglied des bahnumlaufenden Spiralgliedes in eine Axialberührung mit der Endplatte des stationären Spiralgliedes zu drängen, wodurch eine Radialabdichtung der Taschen erzielt wird, dadurch gekennzeichnet , daß die Antriebseinrichtung so angeordnet ist, daß die Bahnumlaufbewegung des auf der Bahn umlaufenden Spiralgliedes bewirkt wird, so daß ein kleiner Zwischenraum zwischen den Seitenflanken des Einhüllgliedes aufrechterhalten wird und dadurch ein Verschleiß der Seitenflanken über lange Betriebszeiten wesentlich eliminiert wird, während die wesentliche Integrität der unterschiedlichen Fluiddruckbereiche beibehalten wird.
2. Positiv-Fluid-Verschiebungs-Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Antriebseinrichtung angeordnet ist, um den Zwischenraum nicht größer als ca. 0,0254 cm (0,010 inch) zu halten.
3. Positiv-Fluid-Verschiebungs-Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Antriebseinrichtung eine Einrichtung zum Einstellen des Zwischenraums auf v/eist.
4. Positiv-Fluid-Verschiebungs-Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Antriebseinrichtung eine Antriebswelle, einen Wellenstutzen und eine Verriegelungseinrichtung aufweist, daß

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(a) die Antriebswelle in einer Kurbelplatte endigt und auf einer Maschinenachse drehbar ist, daß

(b) der VJellenstutzen sich vom bahnumlaufenden Spiralglied erstreckt, wobei eine Einrichtung mit einer Lagerbefestigung und einem Gegengewicht starr an diesen angebracht und auf einer Achse parallel und in einem Abstand zur Maschinenachse in einer Entfernung drehbar ist, die gleich dem Radius der Umlaufbahn des bahnumlaufenden Spiralgliedes ist, und daß

(c) die Verriegelungseinrichtung die Lagerbefestigungs-/ Gegengewicht-Einrichtung starr an der Kurbelplatte in einer vorbestimmten Beziehung befestigt und dadurch der Zwischenraum bestimmt ist.
5. Positiv-Fluid-VerSchiebungs-Einrichtung nach Anspruch A_r dadurch gekennzeichnet , daß die Verriegelungseinrichtung einstellbar ist.
6. Positiv-Fluid-Verschiebungs-Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Verriegelungseinrichtung ein Schwenkstiftloch und eine Vielzahl beabstandeter Gewindeöffnungen in der Kurbelplatte aufweist, daß ein Schwenkstiftloch mit dem Schwenkstiftloch in der Kurbelplatte ausgerichtet ist, daß eine Vielzahl von Schlitzen in der Lagerbefestigungs-Gegengewicht-Einrichtung mit den Gewindeöffnungen in der Kurbelplatte ausgerichtet sind, daß ein Schwenkstift in den Schwenkstiftlöchern sitzt und verriegelnde Gewindeschrauben sich durch die Schlitze in der Lagerbefestigungs-Gegengewicht-Einrichtung erstrecken und mit den Gewindeöffnungen in der Kurbelplatte in einem Eingriff sind, wodurch die Lagerbefest igungs-Gegengewicht-Einrichtung in einem kleinen Bogen relativ zur Kurbelplatte bewegt werden kann, um den Zwischenraum einzustellen, bevor der Wellenstutzen an der Antriebswelle starr verriegelt wird.

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7. Positiv-Fluid-Verschiebungs-Einrichtung, dadurch gekennzeichnet / daß ein stationäres Spiralglied, ein bahnumlaufendes Spiralglied, eine Antriebseinrichtung/ eine Radialabdichtungseinrichtung, eine Hochdruckfluidleitungseinrichtung und eine Kupplungseinrichtung vorgesehen sind, daß

(a) das stationäre Spiralglied eine Endplatte und ein Evolventen-Einhüllglied aufweist, daß

(b) das bahnumlaufende Spiralglied eine Endplatte und ein Evolventen-Einhüllglied aufweist, daß

(c) die Antriebseinrichtung, die eine Hauptwelle und eine dazu parallele Welle für das bahnumlaufende Spiralglied aufweist, für die Bahnumlaufbewegung des bahnumlaufenden Spiralgliedes vorgesehen ist, wodurch die Seitenflanken zusammen mit den Endplatten der Evolventen-Einhüllglieder sich bewegende Taschen mit einem variablen Volumen und unterschiedliche Fluid-Druckbereiche bestimmen, wobei die Antriebseinrichtung angeordnet ist, um die Bahnumlaufbewegung des bahnumlaufenden Spiralgliedes zu bewirken, so daß ein kleiner Zwischenraum zwischen den Seitenflanken der Einhüllglieder aufrechterhalten wird und dadurch der Verschleiß der Seitenflanken über lange Betriebszeiten wesentlich eliminiert wird, während die wesentliche Integrität der unterschiedlichen Fluid-Druckbereiche beibehalten wird, daß

(d) eine Radialabdichtungseinrichtung vorgesehen ist, daß

(e) die Hochdruckfluidleitungseinrichtung mit dem Bereich des höchsten Druckes und die Niederdruckfluidleitungseinrichtung mit dem Bereich des niedersten Druckes in Verbindung stehen , und daß

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(f) die Kupplungseinrichtung die Spiralglieder in einer festen winkligen Beziehung hält.
8. Positiv-Fluid-Verschiebungs-Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Antriebseinrichtung eine Antriebswelle, einen Wellenstutzen und eine Verriegelungseinrichtung aufweist, daß

(a) die Antriebswelle in einer Kurbelplatte endigt und auf einer Maschinenachse drehbar ist, daß

(b) der Wellenstutzen sich vom bahnuralaufenden Spiralglied erstreckt, wobei eine Lagerbefestigungs-Gegengewicht-Einrichtung an diesem starr befestigt und auf einer Achse parallel zu und in einem Abstand von der Maschinenachse in einer Entfernung drehbar ist, die gleich dem Radius der Umlaufbahn des bahnumlaufenden Spiralgliedes ist, und daß

(c) die Verriegelungseinrichtung die Lagerbefestigungs-Gegengewicht-Einrichtung an der Kurbelplatte in einer vorbestimmten Beziehung starr befestigt und dadurch der Zwischenraum bestimmt wird.
9. Positiv-Fluid-Verschiebungs-Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Verriegelungseinrichtung einstellbar ist.
10. Positiv-Fluid-Verschiebungs-Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet , daß die Verriegelungseinrichtung ein Schwenkstiftloch und eine Vielzahl beabstandeter Gewindeöffnungen in der Kurbelplatte aufweist, daß ein Schwenkstiftloch mit dem Schwenkstiftloch in der Kurbelplatte ausgerichtet ist, daß eine Vielzahl von Schlitzen in der Lagerbefestigungs-Gegengewicht-Einrichtung mit den Gewindeöffnungen in der Kurbelplatte ausgerichtet sind, daß ein Schwenkstift in den Schwenkstiftlöchern sitzt und verriegelnde Gewindeschrau-

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ben sich durch die Schlitze in der Lagerbefestigungs-Gegengewicht-Einrichtung erstrecken und in einem Eingriff mit den Gewindeöffnungen in der Kurbelplatte sind, wodurch die Lagerbefestigungs-Gegengewicht-Einrichtung in einem kleinen Bogen relativ zur Kurbelplatte bewegt werden kann, um den Zwischenraum einzustellen, bevor der Wellenstutzen an der Antriebswelle starr verriegelt v/ird.
11. Positiv-Fluid-Verschiebungs-Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß das Ende eines jeden der Evolventen-Einhüllglieder, welches den Endplatten zugerichtet ist, mit einer Aussparung versehen ist, um einen Kanal zu bestimmen, daß

(a) die Radialabdichtungseinrichtung in Kombination Federungs-Abdichtungs-Einrichtungen umfaßt, die im Kanal angeordnet sind, wobei jede Federungs-Abdichtungs-Einrichtung in Kombination (1) ein Dichtelement der gleichen Evolventen-Konfiguration wie sein zugehöriges Einhüllglied, durch welches eine Axialberührung zwischen den Einhüllgliedern und den Endplatten bewirkt wird, und (2) eine kraftausübende Einrichtung zur Betätigung des Dichtelementes aufweist, um die Radialabdichtung der sich bewegenden Taschen zu bewirken, und daß

(b) die axialkraftausübende Einrichtung die Endplatten und die Einhüllglieder in einen abdichtenden Eingriff durch die Federungs-Abdichtungs-Einrichtung drängt.
12. Positiv-Fluid-Verschiebungs-Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die kraftausübende Einrichtung zum Betätigen des Dichtelementes ein evolventen-konfiguriertes elastomeres Glied im Kanal in einer axialkraftausübenden Beziehung zum Dichtelement aufweist.

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13. Positiv-Fluid-Verschiebungs-Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die axialkraftausübende Einrichtung eine Axiallagereinrichtung aufweist, die zwischen der Lagerbefestigungs-Gegengewicht-Einrichtung und der Endplatte des bahnumlaufenden Spiralgliedes wirkt.
14. Positiv-Fluid-Verschiebungs-Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß eine Gehäuseeinrichtung vorgesehen ist, die eine Umhüllung bestimmt, in der die Spiralglieder, die Antriebseinrichtung, die Radialabdichtungseinrichtung und die Kupplungseinrichtung angeordnet sind.
15. Positiv-Fluid-Verschiebungs-Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß eine Einrichtung zum Zirkulieren von Schmieröl in der Gehäuseeinrichtung vorgesehen ist.
16. Positiv-Fluid-Verschiebungs-Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet , daß eine Öldichtringeinrichtung angeordnet ist, um gegenüber den Fluidtaschen abzudichten, wodurch keine nennenswerte Menge an Schmieröl in die Fluidtaschen eintritt.
17. Positiv-Fluid-VerSchiebungs-Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet , daß eine Fluidleitungseinrichtung vorgesehen ist, die um das Gehäuse herum einen Fluiddurchgang bestimmt, und daß eine Einrichtung zum Umwälzen bzw. Zirkulieren eines Kühlfluids durch den Fluiddurchgang vorgesehen ist.
18. Positiv-Fluid-Verschiebungs-Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet , daß die Einrichtung zum Zirkulieren des Fluids durch den Fluiddurchgang eine Ventilatoreinrichtung aufweist, die durch die Antriebseinrichtung angetrieben wird.

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19. Positiv-Fluid-Verschiebungs-Einrichtung, dadurch gekennzeichnet , daß die Niederdruckfluidleitungseinrichtung mit einer Niederdruckfluid-Quelle verbunden ist, und daß die (erfindungsgemäße) Einrichtung ein Kompressor ist.

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