DE4134965A1 - Spiralverdichter mit modifizierter kopfnut - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Spiralverdichter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6. Zusätzlich betrifft die Erfin­ dung eine Kälteanlage nach dem Oberbegriff des Anspruchs 11.

Spiralverdichter nach den Oberbegriffen der genannten Ansprüche weisen zur Verdichtung oder Ausdehnung eines Strömungsmediums im wesentlichen zwei För­ derelemente mit davon abragenden, evolventenkurvenähnlich verlaufenden Be­ grenzungselementen mit entsprechenden Symmetrieachsen auf. Jedes der Begren­ zungselemente ist auf einer Endplatte angeordnet. Die vorderen Enden der Be­ grenzungselemente stehen in Kontakt oder zumindest nahezu in Kontakt mit der Endplatte des jeweils anderen Förderelements. Die Begrenzungselemente weisen jeweils eine Flankenfläche auf, die im Bewegungsablauf miteinander einen Linienkontakt und beim Stillstand der Förderelemente einen Ruhekontakt bil­ den. Die Begrenzungselemente bilden im Betrieb des Spiralverdichters eine Mehrzahl sich bewegender Kammern. In Abhängigkeit von der relativen Umlauf­ bewegung der Begrenzungselemente bewegen sich die Kammern vom radial äußeren Ende der Begrenzungselemente zum radial inneren Ende der Begrenzungselemente und verdichten dabei das Strömungsmedium. Ebenso können sich die Kammern vom radial inneren Ende zum radial äußeren Ende der Begrenzungselemente bewegen, wodurch das Strömungsmedium expandiert bzw. gefördert wird. Zur Bildung der Kammern werden die Begrenzungselemente durch eine Antriebseinrichtung in eine einander umlaufende Bewegung verbracht. Die Förderelemente bzw. Begrenzungs­ elemente drehen sich dabei nicht um ihre Achsen. Der grundsätzliche Aufbau und das Funktionsprinzip solcher Vorrichtungen sind bereits in zahlreichen Patentschriften beschrieben, so daß hier lediglich beispielhaft auf die US-PS 8 01 182 verwiesen wird.

Spiralverdichter der zuvor genannten Art weisen im allgemeinen eine Kopf­ dichtung auf, wobei die Kopfdichtung in der Kopffläche mindestens eines Be­ grenzungselementes angeordnet ist. Die Kopffläche des Begrenzungselementes weist im allgemeinen eine Kopfnut auf, in welcher die Kopfdichtung angeordnet ist. Die Kopfnut ist leicht breiter als die Kopfdichtung, damit ein nach­ giebiges Bewegen der Kopfdichtung innerhalb der Kopfnut gewährleistet ist. Das nachgiebige Bewegen der Kopfdichtung ist notwendig, damit im Spiralver­ dichter ein abdichtender Kontakt zwischen der Kopfdichtung des Begrenzungs­ elementes und der Endplatte des entgegengesetzten Förderelementes sicherge­ stellt ist. Dies macht auch deshalb Sinn, weil ein abdichtender Kontakt zwi­ schen der Kopfdichtung des Begrenzungselementes und Endplatte des entgegen­ gesetzten Förderelementes gewährleistet sein muß, wenn bei der Herstellung von Spiralverdichtern geringe Abweichungen und Fertigungstoleranzen auftre­ ten. So könnten z. B. aufgrund von Fertigungstoleranzen die Endplatten der Förderelemente nicht exakt parallel angeordnet sein. Ebenso wäre es möglich, daß das die Kopfdichtung aufweisende Begrenzungselement keine exakt konstan­ te Höhe aufweist oder die Endplatte des entgegengesetzten Förderelementes eine nicht exakte Ebene, also rauhe Fläche aufweist.

Es sind mehrere Ausführungsformen einer Kopfdichtung und einer dazu passenden Kopfnut bekannt. In der Regel bildet die Kopfdichtung einen rechten Winkel mit der Grundfläche der Kopfnut und besteht aus einem Material wie Metall, Plastik oder Gummi. Die Kopfdichtung kann einteilig sein, aber im allgemeinen ist eine Kopfdichtung ein aus übereinander geschichteten Streifen hergestellter Schichtkörper. Hierdurch erlangt die Kopfdichtung eine größere Festigkeit und einen größeren Widerstand gegen Beschädigung. Im allgemeinen ist die Kopfdichtung als langer Streifen ausgeführt, so daß sie auf eine gewünschte Länge gekürzt werden kann. Im allgemeinen wird die Nut durch das Fräsen eines Schlitzes in die Kopfoberfläche des Begrenzungselementes hergestellt. Als Ergebnis dieses Vorganges weist die Kopfnut ein hemizylindrisches inneres und äußeres Ende mit dem Radius des Fräsers auf, welcher zur Herstellung der Kopfnut benutzt wurde. Aufgrund der hemizylindrischen Enden der Kopfnut ent­ steht das Problem, daß die Kopfdichtung, wenn sich diese innerhalb der Nut bewegt, in ein hemizylindrisches Ende der Nut gedrückt wird. Das Ergebnis ist ein zeitweiliges "Einklemmen" oder Verbinden der Kopfdichtung im oder am Ende der Nut. Hierdurch ist das notwendige nachgiebige Bewegen der Kopf­ dichtung zeitweise nicht möglich, so daß die Kopfdichtung an den Enden ver­ formt werden kann. Dieser "Einklemmeffekt" verschlimmert sich am inneren Ende der Kopfdichtung, weil die Kopfdichtung dort mit dem geringsten Radius ge­ krümmt ist und deshalb in diesem Bereich der Kopfdichtung das Material, aus welchem die Kopfdichtung besteht, sehr steif und unbiegsam ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für einen Spiralverdichter mit einem Begrenzungselement und einer Kopfdichtung eine Kopfnut derart zu ge­ stalten, daß das "Einklemmen" der Kopfdichtung an den Enden der Kopfnut vermieden wird.

Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde einen Spiralverdichter zu schaffen, welcher im Betrieb einen hohen Wirkungsgrad und hohe Zuverlässig­ keit aufweist.

Schließlich liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Spiralverdichter zu schaffen, der für die Massenproduktion geeignet und in der Herstellung nicht teuer ist.

Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist dadurch gelöst, daß mindestens ein Begren­ zungselement in der Kopffläche eine Kopfnut mit einem inneren und äußeren Ende, mit einem inneren Bereich und mit einem mittleren Bereich aufweist, wobei sich der mittlere Bereich vom inneren Bereich bis zum äußeren Ende der Kopf­ nut erstreckt und daß die Kopfnut im inneren Bereich nahe dem inneren Ende eine erste Breite und im mittleren Bereich eine zweite, relativ geringere Breite aufweist.

Der Gegenstand der Erfindung ist ein Spiralverdichter, welcher eine Kopf­ dichtung aufweist, wobei die Kopfdichtung in einer Nut mit modifiziertem Profil angeordnet ist.

Erfindungsgemäß ist in der Kopffläche eines Begrenzungselementes eine Kopfnut angeordnet, wobei die Kopfnut im allgemeinen nahe der Auslaßöffnung einen inneren Bereich und sich von diesem radial nach außen erstreckend einen äuße­ ren Bereich aufweist. Der innere Bereich der Kopfnut weist eine relativ größere Querschnittsfläche als der äußere Bereich der Kopfnut auf. Dieser vergrößerte innere Bereich weist dort zunehmenden Raum für die Kopfdichtung auf, wo die Kopfdichtung mit ihrem geringsten Radius gekrümmt wird. Folg­ lich verbessert sich das nachgiebige Bewegen der Kopfdichtung im inneren Be­ reich und ein "Einklemmen" oder "Verbinden" der Kopfdichtung am innersten Ende der Kopfnut wird verhindert.

Eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kopfnut weist einen modi­ fizierten äußeren Bereich auf. Hier ist das äußere Ende der Kopfnut ver­ größert, um ein "Einklemmen" oder Verbinden der Kopfdichtung am äußersten Ende der Kopfnut zu verhindern.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist auf die nachfolgende Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im allge­ meinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 im Schnitt einen Spiralverdichter mit zwei gemein­ sam drehenden Förderelementen,

Fig. 2 in einer schematischen Darstellung einer Kälteanlage mit einem Spiralverdichter,

Fig. 3 den Gegenstand aus Fig. 1 im Schnitt entlang der Linie 3-3,

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kopfnut,

Fig. 5 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kopfnut,

Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Kopfnut.

Bei der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung zum Verdichten bzw. Fördern eines Strömungsmediums handelt es sich um einen Spiralverdichter 20 der Schnecken­ bauart. In der hier bevorzugten Ausführungsform weist der Spiralverdichter 20 ein luftdicht abgeschlossenes Gehäuse 22 auf. Der Gegenstand der Erfindung kann nicht nur an einem Spiralverdichter 20 der Schneckenbauart, sondern auch an einem anderen Verdichter verwirklicht werden. Für den Fachmann durchschnitt­ lichen Könnens ist es offensichtlich, daß die Merkmale des Gegenstandes der Erfindung sich sowohl in einem Verdichter als auch in einer Expansionsvor­ richtung, in einer Pumpe, oder in einem Verdichter ohne luftdicht abgeschlos­ senes Gehäuse verwirklichen lassen.

In der bevorzugten Ausführungsform weist der Spiralverdichter 20 ein luftdicht abgeschlossenes Gehäuse 22 mit einem oberen Bereich 24, einem unteren Bereich 26 und einem mittigen äußeren Gehäuse 27 auf. Das mittige äußere Gehäuse 27 ist zwischen dem oberen Bereich 24 und dem unteren Bereich 26 angeordnet, wo­ bei am mittigen äußeren Gehäuse 27 ein dazwischenliegender, mittiger Rahmen­ bereich 28 angeordnet ist. Das äußere Gehäuse 27 ist im allgemeinen ein zylin­ drischer Körper. Der mittige Rahmenbereich 28 weist im allgemeinen einen zylin­ drischen oder kreisringförmigen äußeren Bereich 30 und einen mittleren Bereich 32 auf, welcher sich über den Querschnitt des Spiralverdichters 20 erstreckt. Der kreisringförmige äußere Bereich 30 des mittigen Rahmenbereichs 28 ist größenmäßig auf das äußere Gehäuse 27 abgestimmt und kann mit diesem durch eine Preßpassung, durch eine Schweißverbindung oder durch andere geeignete Mittel abdichtend verbunden werden.

Ein im wesentlichen zylindrisches oberes Lagergehäuse 34 ist als integraler Bestandteil des mittigen Rahmenbereiches 28 ausgebildet. Das Lagergehäuse 34 ist im wesentlichen koaxial zu der Achse des kreisringförmigen äußeren Bereichs 30 angeordnet. Axial durch das obere Lagergehäuse 34 hindurch erstreckt sich ein Durchgang 36 für eine Antriebswelle 84. Ein oberes Hauptlager 38 ist radial innerhalb des Durchgangs 36 angeordnet. Das obere Hauptlager 38 ist vorzugs­ weise als Drehlager ausgeführt und aus gesinterter Bronze oder ähnlichem Ma­ terial gefertigt. Das obere Hauptlager 38 kann ebenso als Kugel- oder Rollen­ lager ausgeführt sein, so daß es auch bei Rotation belastet werden kann.

Innerhalb des oberen Bereichs 24 und des mittigen äußeren Gehäusebereiches 27 des luftdicht abgeschlossenen Gehäuses 22 ist ein Motor 40 angeordnet. Der Motor 40 ist vorzugsweise als Ein-Phasen- oder als Drei-Phasen-Elektro­ motor mit einem allseitig einen Rotor 44 umgebenden Stator 42 ausgeführt. Zwischen dem Stator 42 und dem Rotor 44 ist ein kreisringförmiger Raum so­ wohl zur ungehinderten Drehung des Rotors 40 innerhalb des Stators 42 als auch für einen ungehinderten Schmiermittel- oder Kältemittelfluß ausgebildet.

Für einen Fachmann durchschnittlichen Könnens ist es offensichtlich, daß der erfindungsgemäßen Vorrichtung ebenso andere Motoren und verschiedene ent­ sprechende Befestigungsmittel für den jeweiligen Motor vorgesehen sein können. Zum Beispiel kann der Stator 42 innerhalb des äußeren Gehäuses 27 durch eine Preßpassung angeordnet sein. Andere Möglichkeiten zur Sicherung des Motors 40 innerhalb des luftdicht abgeschlossenen Gehäuses 22 sind eine Mehrzahl von Bolzen oder Kopfschrauben (nicht dargestellt), für welche dann geeignete Durchgänge in den Platten des Stators 42 und mit Innengewinde versehene Boh­ rungen im mittigen Rahmenbereich 28 vorgesehen sind.

Im Spiralverdichter 20 ist ein erstes direkt angetriebens und ein zweites indirekt angetriebenes Förderelement 76 und 78 angeordnet, wobei jedes För­ derelement 76 und 78 ein abstehendes evolventenkurvenähnlich verlaufendes Begrenzungselement aufweist und die Begrenzungselemente durch Verschachte­ lung miteinander im Eingriff stehen. Das erste Förderelement 76 weist ein abstehendes, erstes evolventenkurvenartig verlaufendes Begrenzungselement 80 auf, welches integraler Bestandteil einer im allgemeinen ebenen Endplatte 82 ist. An der Endplatte 82 ist entgegengesetzt zum abstehenden, evolventen­ kurvenähnlich verlaufenden Begrenzungselement 80 eine Antriebswelle 84 an­ geordnet. Durch eine sich mittig durch die Antriebswelle 84 hindurch er­ streckende mittige Bohrung ist ein Auslaßkanal 86 gebildet. Der Auslaßkanal 86 ist mit einer durch eine im wesentlichen mittige Bohrung durch die End­ platte 82 hindurch gebildete Auslaßöffnung 88 strömungsverbunden. Die An­ triebswelle 84 weist einen sich zur freien, gelagerten Drehbewegung axial durch das obere Hauptlager 38 hindurch erstreckenden Bereich 90 mit erwei­ tertem Durchmesser und einen sich axial durch den Rotor 44 hindurch erstreck­ enden Bereich 92 mit verringertem Durchmesser auf. Der Bereich 92 ist mit dem Rotor 44 fest verbunden. Diese Verbindung ist entweder in Form einer Preß­ passung oder durch Keile und dazugehörende Keilnuten ausgebildet.

Das erste Förderelement 76 weist zwei radial gegenüberliegende Fortsätze 96 auf, welche sich in die gleiche Richtung wie das Begrenzungselement 80 er­ strecken und im äußeren Randbereich der Endplatte 82 angeordnet sind. Das zweite, indirekt angetriebene Förderelement 78 weist ein zweites, indirekt angetriebenes Begrenzungselement 100 auf, wobei das indirekt angetriebene Be­ grenzungselement 100 durch Verschachtelung mit dem direkt angetriebenen Be­ grenzungselement 80 in Eingriff steht. Das indirekt angetriebene Begrenzungs­ element 100 steht von der indirekt angetriebenen Endplatte 102 ab und ver­ läuft evolventenkurvenähnlich. Zwei geradlinige, keilförmige Stutzen stehen von der indirekt angetriebenen Endplatte 102 ab. Die keilförmigen Stutzen (nicht dargestellt) sind außerhalb des indirekt angetriebenen Begrenzungs­ elementes 100 radial gegenüberliegend angeordnet. Ein indirekt angetriebener Wellenstumpf 104 ist an der Endplatte 102 entgegengesetzt zum Begrenzungs­ element 100 angeordnet.

Ein kreisringförmiger Antriebsring 130 steht in Gleitkontakt mit der End­ platte 102. Der Antriebsring 130 weist in radial gleichen Abständen vier Schlitze 132 auf, wobei zwei Schlitze 132 mit den Fortsätzen 96 und zwei Schlitze 132 (nicht dargestellt) mit den keilförmigen Stutzen (nicht dar­ gestellt) gleitend in Eingriff stehen. Die Fortsätze 96 übertragen eine Drehbewegung über den Antriebsring 130 auf die keilförmigen Stutzen 103. So wirken die Fortsätze 96, der Antriebsring 130 und die keilförmigen Stutzen 103 als Antriebsmittel und verursachen eine zusammenwirkende Drehbewegung des ersten und zweiten Förderelementes 76 und 78. Es braucht hier nicht weiter erwähnt werden, daß auch andere Antriebsmittel für den Betrieb eines Spiralverdichters 20 geeignet sein können.

Die Bezeichnung des Förderelementes 76 als das erste Förderelement und des indirekt angetriebenen Förderelementes 78 als das zweite Förderelement ist willkürlich gewählt und dient zum besseren Verständnis der Beschreibung. Dieses hat keine beschränkende Wirkung in bezug auf den Gegenstand der Erfindung. Es ist somit durchaus möglich, das indirekt angetriebene Förderelement 78 als das erste Förderelement und das direkt angetriebene Förderelement 76 als das zweite Förderelement zu bezeichnen. Für einen Fachmann durchschnittlichen Könnens ist es offensichtlich, daß die Beschreibung dieser Erfindung viel mehr beispielhaft als einschränkend ist. Die Erfindung kann sowohl bei einem Spiralverdichter als auch bei einem konventionellen Verdichter oder einer Strömungsvorrichtung angewendet werden, die Mittel zur Verursachung einer relativen Umlaufbewegung zwischen den betreffenden Begrenzungselementen auf­ weisen.

Ein kreisringförmiges Lager 110 ist innerhalb einer ein Lagergehäuse 112 bildenden kreisringförmigen Wandung angeordnet. Dieses kann ein Gleitlager, hergestellt aus gesinterter Bronze oder ähnlichem Material, oder ein Rollen­ oder Kugellager sein. Die Wandung ist integraler Bestandteil des unteren Bereiches 26 des luftdicht abgeschlossenen Gehäuses 22 und dient zur dreh­ baren Lagerung des zweiten indirekt angetriebenen Förderelementes 78.

In Fig. 2 ist ein Spiralverdichter 20 dargestellt, wobei der Spiralverdichter 20 eine Auslaßöffnung 50 und eine Ansaugöffnung 52 aufweist und in einem geschlossenen Kreislauf z. B. einer Kälte- oder Klimaanlage angeordnet ist. Für den Fachmann durchschnittlichen Könnens ist es offensichtlich, daß der Spiralverdichter auch in anderen Kreislaufsystemen eingesetzt werden kann und hier der Einsatz des Spiralverdichters 20 in einer Kälte- oder Klimaanlage nur beispielhaft aufgeführt ist.

In Fig. 2 ist eine Kälteanlage mit einem erfindungsgemäßen Spiralverdichter 20 dargestellt. Sie umfaßt eine zwischen der Ausstoßöffnung 50 und einem Ver­ flüssiger 60 angeordnete Auslaßleitung 54. Der Verflüssiger 60 dient zur Wärmeentnahme aus der Kälteanlage und zum Verflüssigen des Kältemittels.

Eine Leitung 62 verbindet den Verflüssiger 60 mit einem Ausdehnungsventil 64. Das Ausdehnungsventil 64 könnte thermisch oder elektrisch auf das Signal eines in den Figuren nicht gezeigten Reglers hin betätigbar sein. Eine wei­ tere Leitung 66 verbindet das Ausdehnungsventil 64 mit einem Verdampfer 68. Zum Zwecke der Wärmeaufnahme wird über Leitung 66 das ausgedehnte bzw. ent­ spannte Kältemittel vom Ausdehnungsventil 64 zum Verdampfer 68 geleitet. Schließlich leitet eine Ansaugleitung 70 das verdampfte Kältemittel vom Ver­ dampfer 68 zum Spiralverdichter 20, in dem das Kältemittel verdichtet wird. Von dort aus gelangt das Kältemittel entsprechend vorangegangener Beschrei­ bung wieder in die Kälteanlage.

Der prinzipielle Aufbau und die grundsätzliche Funktion der in Rede stehenden Kälteanlage mit einem erfindungsgemäßen Spiralverdichter 20 sind aus dem Stand der Technik bekannt, so daß hier auf eine detaillierte Beschreibung der Bau­ teile einer solchen Kälteanlage verzichtet werden kann. Ebenso könnte eine solche Kälteanlage bzw. eine Klimaanlage auch mehrere Spi­ ralverdichter 20 enthalten. Dabei könnten die Verdichter im strömungstech­ nischen Sinne parallel oder in Serie geschaltet sein. Auch könnten eine Viel­ zahl von Verflüssigern 60, Verdampfern 68 oder anderen Komponenten und Ein­ heiten, wie Kühler und Ventilatoren, vorhanden sein, was hier nicht näher er­ örtert werden muß.

Fig. 3 zeigt den Gegenstand aus Fig. 1 im Schnitt entlang der Linie 3-3, wo­ bei der Schnitt durch die Kopfnut 140 des indirekt angetriebenen Begrenzungs­ elementes 100 nahe an der Grundfläche 142 der Kopfnut 140 gelegt wurde.

Fig. 4 zeigt ausschnittsweise den Gegenstand von Fig. 3 im Schnitt darge­ stellt. Hierbei ist die Kopfnut 140 deutlicher erkennbar. Vorzugsweise wei­ sen beide Begrenzungselemente, das direkt angetriebene Begrenzungselement 80 und das indirekt angetriebene Begrenzungselement 100, eine Kopfnut 140 auf. Jede Kopfnut 140 weist vorzugsweise eine Grundfläche 142, eine innere Nut­ wand 144 und eine äußere Nutwand 146 auf, wobei die innere Nutwand 144 gegen­ über der äußeren Nutwand 146 im Abstand W angeordnet ist. Die Nutwände 144 und 146 sind vorzugsweise parallel zueinander angeordnet und stehen senkrecht zu der Grundfläche 142 der Kopfnut und senkrecht zur Kopffläche 148 der ent­ sprechenden Begrenzungselemente 80 und 100. Die Kopfnut 140 weist also nahe der Auslaßöffnung 88 ein inneres Ende 150 und ein äußeres Ende 156 auf. Das innere Ende 150 und das äußere Ende 156 der Kopfnut 140 ist in den Fig. 5 und 6 dargestellt und wird im folgenden genauer beschrieben.

Eine Kopfdichtung 160 ist in der Kopfnut 140 der Begrenzungselemente 80 und 100 angeordnet. Wie die bevorzugte Ausführungsform einer Kopfdichtung 160 zeigt, ist die Kopfdichtung 160 nicht einteilig, sondern weist mehrere über­ einander geschichtete Streifen auf. Die Kopfdichtung 160 ist senkrecht zur Schnittfläche der Darstellungen in Fig. 5 und 6 angeordnet und erstreckt sich aus der Kopfnut 140 heraus, um einen (abdichtenden) Kontakt mit der Endplatte des entgegengesetzt angeordneten Förderelementes herzustellen. Um nun ein nach­ giebiges Bewegen der Kopfdichtung 160 zu ermöglichen, muß die Höhe der Kopf­ dichtung 160 geringer sein als der Abstand der Grundfläche 142 der Kopfnut zur Endplatte des entgegengesetzt angeordneten Förderelementes. Um ein nach­ giebiges Bewegen der Kopfdichtung 160 sicherzustellen, muß die Breite der Kopfdichtung 160 geringer sein als der Abstand zwischen der inneren und äuße­ ren Nutwand 144 und 146. Durch diese größenmäßige Dimensionierung der Kopf­ dichtung 160 ist der in der Kopfnut umgrenzte Raum volumenmäßig durch die Kopfdichtung 160 nicht voll ausgefüllt. In diesen von der Kopfdichtung 160 volumenmäßig nicht ausgefüllten Raum kann nun das unter höherem Druck stehen­ de Strömungsmedium einer angrenzenden Druckkammer fließen. Da das unter einem höheren Druck stehende Strömungsmedium nun auf die Kopfdichtung 160 eine Kraft ausübt, wird der "Abdichtungseffekt" verbessert. Es ist wichtig zu erwähnen, daß die Breite der Kopfdichtung 160 nur leicht geringer sein darf als die Breite der Kopfnut 140, weil sonst die Wahrscheinlichkeit für die Undichtig­ keit der Kopfdichtung 160 stark zunimmt.

Fig. 5 zeigt ausschnittsweise und vergrößert das innere Ende 150 der Kopfnut 140. Die Kopfnut weist einen inneren Bereich 152 auf, wobei sich der innere Bereich 152 vom inneren Ende 150 entlang der inneren Nutwand 144 mit einer Länge L erstreckt. Der innere Bereich 152 ist ein Wandbereich, welcher eben­ falls parallel zur äußeren Nutwand 146, aber mit einem Abstand W2 parallel zu dieser verläuft. Im allgemeinen wird die Kopfdichtung 160 aus glattem, stei­ fem Material, z. B. Stahl, hergestellt. Da der Radius der Krümmungen der Kopf­ nut 140 zum inneren Ende 150 der Kopfnut hin abnimmt, wird es zunehmend schwie­ riger, die Kopfdichtung 160 an die Kopfnut 140 anzupassen und die Kopfdichtung 160 tendiert dazu, zunehmend weniger nachgiebig zu sein. Die Breite W2 der Kopfnut 140 im Bereich L ist größer als die Breite W und ermöglicht der Kopf­ dichtung 160, aufgrund des im Bereich L vorhandenen größeren Raumes, ein nachgiebiges Bewegen in diesem Bereich der Kopfdichtung 160, obwohl die Kopf­ dichtung 160 hier an den geringsten Radius der Krümmung der Kopfnut 140 ange­ paßt ist. Die Länge L des inneren Wandbereichs 152 ist vorzugsweise relativ kurz, so daß ein Verdrehen der Kopfdichtugn 160 in der Kopfnut 140 verhin­ dert wird. Wie das bevorzugte Ausführungsbeispiel zeigt, kann die Länge L im wesentlichen proportional (z. B. gleich groß) sein wie der Durchmesser der Auslaßöffnung 88.

Fig. 6 zeigt eine andere Ausführungsform einer Kopfnut 140, welche auch in Verbindung mit der bevorzugten Ausführungsform in Fig. 5 kombiniert werden kann. Solch eine Kombination ist in Fig. 3 dargestellt. In der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform weist die Kopfnut 140 ein äußeres Kopfnutende 158 auf. Das äußere Kopfnutende 158 steht im allgemeinen senkrecht zur Tan­ gente der Kopfnut 140. Das äußere Nutende 158 ist breiter als die Breite W der Kopfnut 140 und dient damit dem äußeren Ende der Kopfdichtung 160 als Entlastungsraum. Weil nun das äußere Nutende 158 breiter ist als die Kopf­ nut 140, stellt die äußere Wand 159 des äußeren Nutendes 158 für das äußere Ende der Kopfdichtung 140 eine ebene Begrenzungsfläche dar. Da die Kopfdich­ tung 160 sich innerhalb der Kopfnut 140 bewegt und in Kontakt mit der ebenen äußeren Wand 159 kommt, wird die Kopfdichtung 160 nicht verformt oder auf andere Weise vom notwendigen nachgiebigen Bewegen abgehalten.

Für einen Fachmann durchschnittlichen Könnens ist es offensichtlich, daß die in den Fig. 3, 5 und 6 dargestellten Ausführungsbeispiele einer Kopfnut 140 noch verbessert werden können. Da bei vielen Herstellungsprozessen numerisch oder durch einen Mikroprozessor gesteuerte Fertigungsmaschinen eingesetzt werden, ist es offensichtlich, daß die Ausführungsform einer Kopfnut 140 mit geeigneten Fräsmaschinen verbessert werden kann. Zum Beispiel kann die Kopfnut 140 mit einem vertikalen Fräser hergestellt werden, wobei das Fräs­ messer einen geringeren Durchmesser als die Breite W der Kopfnut aufweist. Die Mittellinie des Fräsmessers wird so angesetzt, daß eine erste Nut zur Herstellung der außeren Nutwand 146 gefräst wird. Hiernach erfolgt in einem weiteren Arbeitsgang die Herstellung der inneren Nutwand 144 durch Fräsen. Um den inneren Wandbereich 152, dargestellt in Fig. 5, herzustellen, wird dem Fräsmesser innerhalb des inneren Wandbereichs 152 ermöglicht eine zu­ sätzliche Breite zu fräsen, wobei diese zusätzliche Breite der Differenz zwischen W2 und W entspricht. Um ein äußeres Kopfnutende 158 herzustellen, stoppt das Fräsmesser am äußeren Ende 156 der Kopfnut 140 und bewegt sich entlang einer Linie senkrecht zur Tangente der Kopfnut 140. Hier ist der Ab­ stand ausreichend ein ebenes äußeres Ende 159 der Breite W herzustellen.

Es ist auch möglich ohne die zuvor beschriebenen Arbeitsvorgänge die Lehre der Erfindung zu realisieren. Eine andere Methode könnte z. B. das Gießen der evolventenkurvenähnlich verlaufenden Begrenzungselemente 80 und 100 mit einer Kopfnut 140 sein. Beim Gießen können natürlich die in den Fig. 5 oder 6 dargestellten Ausführungsformen berücksichtigt werden.

Für einen Fachmann durchschnittlichens Könnens ist es offensichtlich, daß die Lehre der Erfindung mit unterschiedlichen Mitteln realisiert werden kann. Wichtig ist, daß die Kopfnut 140 möglichst billig hergestellt wird und we­ sentlich die Funktion, das Abdichten, der Kopfdichtung 160 in einem Spiral­ verdichter 20 dadurch verbessert, daß die Nachgiebigkeit der Kopfdichtung 160 ermöglicht wird und so eine unerwünschte Verformung der Kopfdichtung 160 verhindert wird.

Für einen Fachmann durchschnittlichen Könnens ist es offensichtlich, daß die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung, so wie sie in den Patentansprüchen offenbart sind, noch verbessert und verändert werden können.

Claims (11)

1. Spiralverdichter, mit mindestens einem Förderelement (76 oder 78), wobei das Förderelement (76 und 78) ein abstehendes Begrenzungselement (80 oder 100) aufweist und das Begrenzungselement (80 oder 100) an einer Endplatte (82 oder 102) angeordnet ist und wobei das Begrenzungselement (80 oder 100) eine Kopf­ fläche (148) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Begrenzungs­ element (80 oder 100) in der Kopffläche (148) zusätzlich eine Kopfnut (140) mit einem inneren und äußeren Ende (150 oder 156), mit einem inneren Bereich (152) und mit einem mittleren Bereich aufweist, wobei sich der mittlere Bereich vom inneren Bereich (152) bis zum äußeren Ende (156) der Kopfnut (140) er­ streckt, und daß die Kopfnut (140) im inneren Bereich (152) nahe dem inneren Ende (150) eine erste Breite (W2) und im mittleren Bereich eine zweite, relativ geringere Breite (W) aufweist.

2. Spiralverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (W oder W2) der Kopfnut (140) durch eine innere und äußere Nutwand (144 und 146) bestimmt ist.

3. Spiralverdichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Begren­ zungselement (80 oder 100) zusätzlich einen äußeren Bereich der Kopfnut (140) zwischen dem mittleren Bereich der Kopfnut (140) und dem äußeren Ende (156) der Kopfnut (140) aufweist.

4. Spiralverdichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Nutwand (146) der Kopfnut (140) im Begrenzungselement (80 oder 100) zwischen dem inneren 8ereich (152) und mittleren Bereich der Kopfnut (140) stetig ver­ läuft.

5. Spiralverdichter nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiralverdichter (20) zusätzlich eine Kopfdichtung (160) aufweist und daß die Kopfdichtung (160) im inneren Bereich (152), im mittleren Bereich und im äuße­ ren Bereich der Kopfnut (140) angeordnet ist.

6. Spiralverdichter, mit einem luftdicht abgeschlossenen Gehäuse (22), wobei das Gehäuse einen unter Ansaugdruck stehenden Bereich zur Aufnahme des unter Ansaugdruck stehenden Strömungsmediums und einen unter Auslaßdruck stehenden Bereich zur Abgabe des unter Auslaßdruck stehenden Strömungsmediums aufweist, mit einem ersten und einem zweiten Förderelement (76 und 78), wobei die För­ derelemente (76 und 78) in dem luftdicht abgeschlossenen Gehäuse (22) ange­ ordnet sind, wobei das erste Förderelement (76) eine erste Endplatte (82) und ein abstehendes erstes Begrenzungselement (80) aufweist, wobei das Begren­ zungselement (80) an der ersten Endplatte (82) angeordnet ist und eine Kopf­ fläche (148) aufweist, und wobei das zweite Förderelement (78) eine zweite Endplatte (102) und ein abstehendes zweites Begrenzungselement (100) aufweist, wobei das Begrenzungselement (100) an der zweiten Endplatte (102) angeordnet ist und durch Verschachtelung mit dem ersten Begrenzungselement (80) im Ein­ griff steht, und mit Mitteln zur Verursachung einer relativen Umlaufbewegung zwischen dem ersten und zweiten Förderelement (76 und 78), dadurch gekennzeichnet, daß das erste Begrenzungselement (80) in der Kopf­ fläche (148) zusätzlich eine Kopfnut (140) mit einem inneren und äußeren En­ de (150 und 156), mit einem inneren Bereich (152) und mit einem mittleren Bereich aufweist, wobei sich der mittlere Bereich vom inneren Bereich (152) bis zum äußeren Ende (156) der Kopfnut (140) erstreckt, und daß die Kopfnut (140) im inneren Bereich (152) nahe dem inneren Ende (150) eine erste Breite (W2) und im mittleren Bereich eine zweite, relativ geringere Breite (W) aufweist.

7. Spiralverdichter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (W oder W2) der Kopfnut (140) durch eine innere und äußere Nutwand (144 und 146) bestimmt ist.

8. Spiralverdichter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Begren­ zungselement (80) zusätzlich einen äußeren Bereich der Kopfnut (140) zwischen dem mittleren Bereich der Kopfnut (140) und dem äußeren Ende (156) der Kopfnut (140) aufweist.

9. Spiralverdichter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Nut­ wand (146) der Kopfnut (140) im Begrenzungselement (80 oder 100) zwischen dem inneren Bereich (152) und mittleren Bereich der Kopfnut (140) stetig verläuft.

10. Spiralverdichter nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Spiral­ verdichter (20) zusätzlich eine Kopfdichtung (160) aufweist und daß die Kopfdich­ tung (160) im inneren Bereich (152), im mittleren Bereich und im äußeren Bereich der Kopfnut (140) angeordnet ist.

11. Kälteanlage zur Zirkulation eines Kältemittels in einem geschlossenen Kältemittelkreislauf mit einem Verflüssiger (60) zur Verflüssigung des Käl­ temittels, einem Ausdehnungsventil (64) zur Aufnahme des vom Verflüssiger (60) herströmenden flüssigen Kältemittels und zum Ausdehnen des Kältemittels, einem Verdampfer (68) zur Aufnahme des vom Ausdehnungsventil (64) her strömen­ den Kältemittels und zum Verdampfen des Kältemittels und einem Verdichter zur Aufnahme des vom Verdampfer (68) herströmenden Kältemittels, zur Verdichtung des Kältemittels, und zur Abgabe des verdichteten Kältemittels an den Ver­ flüssiger (60), wobei der Verdichter vorzugsweise ein Spiralverdichter (20) ist, mit einem luftdicht abgeschlossenen Gehäuse (22), wobei das Gehäuse einen unter Ansaugdruck stehenden Bereich zur Aufnahme des unter Ansaugdruck stehen­ den Strömungsmediums und einen unter Auslaßdruck stehenden Bereich zur Ab­ gabe des unter Auslaßdruck stehenden Strömungsmediums aufweist, mit einem ersten und einem zweiten Förderelement (76 und 78), wobei die Förderelemente (76 und 78) in dem luftdicht abgeschlossenen Gehäuse (22) angeordnet sind, wobei das erste Förderelement (76) eine erste Endplatte (82) und ein ab­ stehendes erstes Begrenzungselement (80) aufweist, wobei das Begrenzungsele­ ment (80) an der ersten Endplatte (82) angeordnet ist und eine Kopffläche (148) aufweist, und wobei das zweite Förderelement (78) eine zweite Endplatte (102) und ein abstehendes zweites Begrenzungselement (100) aufweist, wobei das Begrenzungselement (100) an der zweiten Endplatte (102) angeordnet ist und durch Verschachtelung mit dem ersten Begrenzungselement (80) im Eingriff steht und mit Mitteln zur und Verursachung einer relativen Um­ laufbewegung zwischen dem ersten und zweiten Förderelement (76 und 78), dadurch gekennzeichnet, daß das erste Begrenzungselement (80) in der Kopf­ fläche (148) zusätzlich eine Kopfnut (140) mit einem inneren und äußeren Ende (150 und 156), mit einem inneren Bereich (152) und mit einem mittleren Bereich auf­ weist, wobei sich der mittlere Bereich vom inneren Bereich (152) bis zum äußeren Ende (156) der Kopfnut (140) erstreckt, und daß die Kopfnut (140) im inneren Bereich (152) nahe dem inneren Ende (150) eine erste Breite (W2) und im mittleren Bereich eine zweite, relativ geringere Breite (W) aufweist.