DE4203677C2 - Spiralverdichter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Spiralverdichter nach dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.

Aus der US-A-4,600,369 ist ein gattungsgemäßer Spiralverdichter, insbesondere zur Verdichtung eines Kältemittels bekannt, bei dem zur Erzeugung der die Spiralelemente aufeinanderzu drückenden Axialkräfte eine Druckkammer vorgesehen ist. Zur Bildung dieser Druckkammer ist ein an dem zweiten Spiralelement angeordnetes L- förmiges Element vorgesehen, welches das erste Spiralelement umfaßt. Das L-förmige Element weist auf seiner der ersten Endplatte des ersten Spiralelementes gegenüberliegende Seite eine Ausnehmung auf, welche sich ringförmig in diesem die Druckkammer begrenzenden L-förmigen Element erstreckt. Weiterhin wird die Druckkammer durch zwei Dichtungselemente begrenzt, die in dem L-förmigen Element gelagert sind und die mit der Rückseite der ersten Endplatte des ersten Spiralelementes in einem gleitenden Kontakt stehen. Die durch diese Anordnung begrenzte Druckkammer ist über einen in der ersten Endplatte des ersten Spiralelementes ausgebildeten Strömungskanal mit einer Strömungskammer verbunden. Im Betrieb des Spiralverdichters werden nun die beiden Spiralelemente aufeinanderzu gedrückt, da das Strömungsmedium in der Druckkammer gegen die erste Endplatte des ersten Spiralelementes wirkt und die Endplatten der Spiralelemente so zusammengedrückt, um eine Abtrennung der Spiralwände von der jeweils gegenüberliegenden Endplatte zu verhindern.

Der bekannte Spiralverdichter weist verschiedene Nachteile auf. So muß die Druckkammer, die im wesentlichen durch das L-förmige Element begrenzt wird, eine bestimmte Breite aufweisen, wodurch die Größe der Druckkammer festgelegt ist. Die Breite der Druckkammer muß nämlich mindestens dem Versatz der Achsen der beiden Spiralelemente einschließlich der Öffnungen des Strömungskanals entsprechen, damit gewährleistet ist, daß bei Rotation der Spiralelemente die Öffnung des Strömungskanals auch immer im Bereich der Druckkammer liegt, da ansonsten das Strömungsmedium aus der Druckkammer in dem die Spiralelemente umgebenden niedrigen Druckbereich entweicht. Die Dimensionierung der Breite der Druckkammer ist daher sehr kritisch und von großer Bedeutung, weil die ringförmige Breite und der Durchmesser der Druckkammer den Bereich der Endplatte bestimmt, auf welchen die durch die das Strömungsmedium verursachten Druckkräfte ausgeübt werden. Aufgrund der oben geschilderten Problematik verringern sich bei dem bekannten, nicht optimal ausgebildeten Spiralverdichter temporär die auf die Endplatte einwirkenden Kräfte, so daß eine Abtrennung oder Vernetzung der Spiralwände möglich ist.

Weiterhin muß das die Druckkammer umgrenzende, an dem zweiten Spiralelement angeordnete Element eine wesentliche Dicke aufweisen, um die axiale Bewegung der Dichtungselemente in der Druckkammer zu ermöglichen. Hierdurch erhöht sich wesentlich auch das Gewicht des Spiralverdichters, was einen erhöhten Anfangswiderstand beim Betrieb des Spiralverdichters zur Folge hat und wodurch folglich leistungsfähigere Motoren benötigt werden. Durch die Ausbildung einer Druckkammer in einem die Druckkammer umgrenzenden Element ist eine zusätzliche, maschinelle Bearbeitung erforderlich, da ein gesamtes Bauteil hergestellt und maschinell bearbeitet werden muß, um Feinabweichungen oder Toleranzen zu vermeiden. Dies erhöht den Herstellungsaufwand und damit die Kosten für einen Spiralverdichter. Weiterhin ist es notwendig, daß in dem die Druckkammer umgrenzenden Element Leitstege bzw. Strömungskanäle für das Strömungsmedium vorgesehen werden, um die Dichtungselemente gegenüber der ersten Endplatte auszurichten, durch welche das Strömungsmedium geleitet wird.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Spiralverdichter der in Rede stehenden Art so auszugestalten und weiterzubilden, daß eine Abtrennung der Spiralwände zuverlässig verhindert wird und hierfür nur ein geringer maschineller Bearbeitungs- und Fertigungsaufwand nötig ist.

Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist bei einem Spiralverdichter der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der rückseitige Bereich der zweiten Endplatte eine Ausnehmung aufweist und die Ausnehmung über einen in der zweiten Endplatte ausgebildeten Strömungskanal mit der Kompressionskammer strömungsverbunden ist, daß das Druckplattenelement im wesentlichen eben ausgebildet ist, daß im Bereich der Ausnehmung mindestens ein Dichtungselement angeordnet ist und daß das Dichtungselement bzw. die Dichtungselemente mit dem Druckplattenelement in gleitendem Kontakt steht bzw. stehen und so eine Druckkammer begrenzt ist.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Spiralverdichters werden die beim Stand der Technik auftretenden Nachteile vermieden. Dadurch, daß der rückseitige Bereich der zweiten Endplatte eine Ausnehmung aufweist und im Bereich dieser Ausnehmung mindestens ein Dichtungselement angeordnet ist, welches in gleitendem Kontakt mit dem Druckplattenelement steht, ist die Größe der Druckkammer nicht mehr festgelegt. Die Breite der Druckkammer ist nun nämlich völlig unabhängig von dem Versatz der Achsen der beiden Spiralelemente. So ist einerseits die Dimensionierung der Breite der Druckkammer flexibler und unkritischer, so daß eine Abtrennung der Spiralelemente zuverlässiger verhindert wird, und ist andererseits nun durch die in der zweiten Endplatte vorgesehene Ausnehmung der maschinellen Bearbeitungs- und Fertigungsaufwand stark verringert, da kein separates, ein die Druckkammer im wesentlichen umgrenzendes Element mit einer bestimmten Dicke mehr erforderlich ist.

Weiterhin kann in der Druckkammer ein gewünschter, bestimmter Druck angelegt werden, durch den das Druckplattenelement nicht nur von dem zweiten Spiralelement weggedrückt wird und dadurch die Spiralelemente zusammengedrückt, sondern durch den auch das in der Ausnehmung angeordnete Dichtungselement bzw. die in der Ausnehmung angeordneten Dichtungselemente in Richtung auf das Druckplattenelement gedrückt werden, um mit diesem in gleitendem Kontakt zu stehen.

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 bevorzug­ ten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre er­ läutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 im Schnitt einen Spiralverdichter mit zwei gemeinsam drehenden Spiralelementen,

Fig. 2 in einer vergrößerten Darstellung teilweise den Gegenstand aus Fig. 1,

Fig. 3 in einer vergrößerten Darstellung teilweise den Gegenstand aus Fig. 1 in einer weiteren Ausführungsform,

Fig. 4 in einer vergrößerten Darstellung teilweise den Gegenstand aus Fig. 1 in einer weiteren Ausführungsform,

Fig. 4A in einer vergrößerten Darstellung teilweise den Gegenstand aus Fig. 1 in einer weiteren Ausführungsform,

Fig. 4B in einer vergrößerten Darstellung eine weitere Ausführungsform der Dichtungselemente in Fig. 4,

Fig. 4C in einer vergrößerten Darstellung eine weitere Ausführungsform der Dichtungselemente in Fig. 4,

Fig. 4D in einer vergrößerten Darstellung eine weitere Ausführungsform der Dichtungselemente in Fig. 4,

Fig. 5 in einer vergrößerten Darstellung teilweise den Gegenstand aus Fig. 1 in einer weiteren Ausführungsform,

Fig. 6 in einer vergrößerten Darstellung teilweise den Gegenstand aus Fig. 1 in einer weiteren Ausführungsform,

Fig. 7 in einer vergrößerten Darstellung teilweise den Gegenstand aus Fig. 1 in einer weiteren Ausführungsform,

Fig. 7A in einer vergrößerten Darstellung eine weitere Ausführungsform der Dichtungselemente in Fig. 7,

Fig. 8 in einer schematischen Darstellung einen geschlossenen Kreis­ lauf, wie z. B. eine Kälte- oder Klimaanlage mit einem erfindungs­ gemäßen Spiralverdichter.

Bei dem in Fig. 1 gezeigten Verdichter handelt sich um einen Spiralverdichter 20 der Schneckenbauart. Der Spiralverdichter 20 weist ein luftdicht abge­ schlossenes Gehäuse 22 auf. Für einen Fachmann durchschnittlichen Könnens ist es offensichtlich, daß die Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung ebenso bei einer Expansionsvorrichtung, bei einer Pumpe oder bei einem Ver­ dichter ohne luftdicht abgeschlossenes Gehäuse verwirklicht werden können.

In der bevorzugten Ausführungsform weist das Gehäuse 22 einen oberen Bereich 24, einen unteren Bereich 26 und einen dazwischen liegenden mittigen Rahmen­ bereich 28 auf. Der mittige Rahmenbereich 28 ist zwischen dem oberen Bereich 24 und dem unteren Bereich 26 befestigt. Der mittige Rahmenbereich 28 weist im allgemeinen einen zylindrischen oder ringförmigen äußeren Bereich 30 und einen mittleren Bereich 32 auf, wobei der mittlere Bereich 32 sich über die Querschnittsfläche des Spiralverdichters 20 erstreckt.

Ein im wesentliches zylindrisches oberes Lagergehäuse 34 ist als integraler Bestandteil des mittigen Rahmenbereichs 28 ausgebildet. Das Lagergehäuse 34 ist im wesentlichen koaxial zu der Achse des zylindrischen äußeren Gehäuse­ bereichs 30 angeordnet. Axial durch das obere Lagergehäuse 34 hindurch erstreckt sich ein Durchgang 36 für eine Antriebswelle 84. Ein oberes Haupt­ lager 38 ist radial innerhalb des Durchgangs 36 angeordnet. Das obere Haupt­ lager 38 ist vorzugsweise aus gesinterter Bronze oder ähnlichem Material ge­ fertigt. Das obere Hauptlager 38 kann ebenso als Kugel- oder Rollenlager ausgeführt sein. Entscheidend ist, daß die entstehenden Belastungen von den Lagern aufgenommen werden können.

Innerhalb des oberen Bereichs 24 und des mittigen Rahmenbereichs 28 des luftdicht abgeschlossenen Gehäuses 22 ist ein Motor 40 angeordnet. Der Motor 40 ist vorzugsweise als Ein-Phasen- oder als Drei-Phasen-Elektromotor mit einem allseitig einen Rotor 44 umgebenden Stator 42 ausgeführt. Zwischen dem Stator 42 und dem Rotor 44 ist ein ringförmiger Raum, sowohl zur ungehinder­ ten Drehung des Rotors 44 innerhalb des Stators 42, als auch zum ungehinder­ ten Durchfluß von Schmier- und Kältemittel ausgebildet.

Für den Durchschnittsfachmann ist es offensichtlich, daß zur Verwirklichung der Lehre der Erfindung sowohl andere Ausführungsformen eines Motors 40, als auch Mittel zur Montage des Motors 40 verwendet werden können. Z. B. kann der Stator 42 innerhalb des Spiralverdichters 20 durch eine Vielzahl von langen Bolzen oder Kopfschrauben 46 befestigt sein. Hierfür sind in den Statorplatten und im mittigen Rahmenbereich 28 geeignete Öffnungen vorge­ sehen, wobei die Öffnungen im mittigen Rahmenbereich 28 ein Gewinde aufwei­ sen. Mit Hilfe der Kopfschrauben 46 kann nun der Motor 40 innerhalb des luftdicht abgeschlossenen Gehäuses 22 befestigt werden.

Im Spiralverdichter 20 ist ein erstes direkt angetriebenes und ein zweites indirekt angetriebenes Spiralelement 76 und 78 angeordnet, wobei jedes Spiralelement 76 und 78 eine abstehende evolventenkurvenähnlich verlaufende Spiralwand aufweist und die Spiralwände durch Verschachte­ lung miteinander in Eingriff stehen. Das erste Spiralelement 76 weist eine abstehende, erste evolventenkurvenähnlich verlaufende Spiralwand 80 auf, welche integraler Bestandteil einer im allgemeinen ebenen Endplatte 82 ist. An der Endplatte 82 ist entgegengesetzt zur abstehenden, evolventen­ kurvenähnlich verlaufenden Spiralwand 80 eine Antriebswelle 84 ange­ ordnet. Durch eine sich mittig durch die Antriebswelle 84 hindurch erstrec­ kende mittige Bohrung ist ein Auslaßkanal 86 gebildet. Der Auslaßkanal 86 ist mit einer durch eine im wesentlichen mittige Bohrung durch die Endplatte 82 hindurch gebildete Auslaßöffnung 88 strömungsverbunden. Die Antriebswelle 84 weist einen sich zur freien, gelagerten Drehbewegung axial durch das obere Hauptlager 38 hindurch erstreckenden Bereich 90 mit erweitertem Durch­ messer und einem sich axial durch den Rotor 44 hindurch erstreckenden Bereich 92 mit verringertem Durchmesser auf. Der Bereich 92 ist mit dem Rotor 44 fest verbunden. Diese Verbindung ist entweder in Form einer Preßpassung oder durch Keile und dazugehörende Keilnuten ausgebildet.

Das zweite, indirekt angetriebene Spiralelement 78 weist eine zweite indirekt angetriebene Spiralwand 100 auf, wobei die indirekt angetriebene Spiralwand 100 durch Verschachtelung mit der direkt angetriebenen Spiralwand 80 in Eingriff steht. Die indirekt angetriebene Spiralwand 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 der indirekt angetriebenen Spiralwand 100 radial gegenüberliegend angeordnet. Ein am zweiten Spiral­ lement 78 mittig angeordneter, indirekt angetriebener Wellenstumpf 104 er­ streckt sich vom rückseitigen Bereich 106 der indirekt angetriebenen End­ platte 102 aus entgegengesetzt zur indirekt angetriebenen Spiralwand 100.

Die Bezeichnung des Spiralelementes 76 als das erste Spiralelement und des indirekt angetriebenen Spiralelementes 78 als das zweite Spiralelement ist willkürlich gewählt und dient zum besseren Verständnis der Beschreibung. Die­ ses hat keine beschränkende Wirkung in bezug auf den Gegenstand der Erfindung. Es ist somit durchaus möglich, das indirekt angetriebene Spiralelement 78 als das erste Spiralelement und das direkt angetriebene Spiralelement 76 als das zweite Spiralelement zu bezeichnen. Für einen Fachmann durchschnitt­ lichen Könnens ist es offensichtlich, daß die Beschreibung dieser Erfindung vielmehr beispielhaft als einschränkend ist.

Ein kreisringförmiges Lager 110 ist innerhalb einer ein Lagergehäuse 112 bil­ denden kreisringförmigen Wandung angeordnet. Dieses kann ein Gleitlager, her­ gestellt 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 drehbaren Lagerung des zweiten indirekt angetriebenen Spiralelementes 78.

In der bevorzugten Ausführungsform weist die erste direkt angetriebene End­ platte 82 zwei radial gegenüberliegend angeordnete Fortsätze 120 auf. Die Fortsätze 120 erstrecken sich parallel zur ersten Spiralwand 80. Die zweite indirekt angetriebene Endplatte 102 weist zwei radial gegenüber­ liegend angeordnete indirekt angetriebene, keilförmige Stutzen auf. Die keilförmigen Stutzen erstrecken sich parallel zur zweiten Spiralwand 100 sind aber in den hier gewählten geschnittenen Darstellungen nicht sicht­ bar. Die Fortsätze 120 sind in Positionen nahe der äußeren Peripherie der direkt angetriebenen Endplatte 82 angeordnet. Die Fortsätze 120 und die keil­ förmigen Stutzen sind jeweils um 90° versetzt um die Achsen der Spiralele­ mente angeordnet, wenn die Spiralwände 80 und 100 durch Verschachte­ lung miteinander in Eingriff stehen. Jeder Fortsatz 120 weist einen Antriebs­ bereich 122 und einen vorderen Endbereich 124 auf. Der vordere Endbereich 124 weist vorzugsweise ein Gewinde auf, so daß dieser Bereich ein Befesti­ gungselement 126, vorzugsweise eine Mutter aufnehmen kann.

Ein Antriebsring 130 dient als Verbindungselement für den Antriebsbereich 122 der Fortsätze 120 und der indirekt angetriebenen keilförmigen Stutzen um eine zusammenwirkende Drehbewegung der Spiralelemente 76 und 78 sicherzu­ stellen. Der Antriebsring 130 erstreckt sich um den Umfang der Spiralwände 80 und 100 und weist vier im radial gleichen Abstand angeordnete Schlitze auf. Die Schlitze stehen in gleitendem Eingriff mit dem Antriebs­ bereich 122 der Fortsätze 120 und mit den keilförmigen Stutzen. Es ist offen­ sichtlich, daß der allgemeine Aufbau und die Funktion des Antriebsringes 130 einem Durchschnittsfachmann bekannt ist und deswegen sich eine detaillierte Beschreibung erübrigt. Es ist auch offensichtlich, daß auch andere Antriebs­ elemente zur Sicherstellung einer zusammenwirkenden Drehbewegung des direkt angetriebenen Spiralelementes 76 und des indirekt angetriebenen Spiralele­ mentes 78 geeignet sind.

Ein ebenes oder im wesentlichen ebenes Druckplattenelement 140 ist benach­ bart zum rückseitigen Bereich 106 des zweiten Spiralelementes 78 angeordnet. Das Druckplattenelement 140 weist zwei radial entgegengesetzte Löcher 142 auf. Die Löcher 142 sind so radial gegenüberliegend angeordnet, daß das Druckplat­ tenelement 140 mit Hilfe von Befestigungselementen 126 an den Fortsätzen 120 befestigt werden kann. Für den Durchschnittsfachmann ist es offensicht­ lich, daß das Druckplattenelement 140 im wesentlich eben ist. Aber auch an­ dere Ausführungsformen eines Druckplattenelementes 140 sind denkbar. Entschei­ dend ist, daß das Druckplattenelement 140 mindestens einen Bereich mit einer ebenen Oberfläche 144 aufweist. Das ebene Druckplattenelement 140 ist vor­ zugsweise aus Metall hergestellt und leicht herzustellen. Das verbessert im wesentlichen die Einfachheit der Herstellung eines Spiralverdichters 20. Es ist offensichtlich, daß auch andere Mittel geeignet sein können, damit das Druckplattenelement 140 am Spiralelement 76 befestigt werden kann. Hierzu sind die Fortsätze 120 nicht unbedingt notwendig.

Im rückseitigen Bereich 106 des zweiten Spiralelementes 78 ist eine Druck­ kammer 150, wie in Fig. 2 dargestellt, vorgesehen. Diese Druckkammer 150 wird durch eine erste Wandung 152 (lnnenwandung), durch eine zweite Wandung 154 (Außenwandung) und durch eine innere Wandung 156, welche die erste Wandung 152 und die zweite Wandung 154 verbindet, abgegrenzt. Beide Wandungen, die Innenwandung 152 und die Außenwandung 154, gehören zu einer Ausnehmung 157 im rückseitigen Bereich 106 der zweiten Endplatte und sind senkrecht oder im wesentlichen senkrecht zu dem rückseitigen Bereich 106, also im allgemeinen parallel zu der Achse des zweiten Spiralelementes 78. Die Innenwandung 152 und die Außen­ wandung 154 grenzen folglich zusammen mit der inneren Wandung 156 die Ausnehmung 157 im rückseitigen Bereich 106 ab. Ein Strömungskanal 158 ist in der Endplatte 102 des zweiten Spiralelementes 78 angeordnet. Die Druckkammer 150 ist durch den Strömungskanal 158 mit der Kompressionskammer C strömungsver­ bunden.

Bevorzugt ist die Innenwandung 152 kreisförmig und koaxial zur Welle 104 angeordnet. Die zweite Wandung bzw. Außenwandung 154 ist ebenfalls kreisför­ mig und koaxial zur Welle 104 des zweiten Spiralelementes 78. Die Wandungen begrenzen die Druckkammer 150, welche so eine geeignete Breite aufweist. Es ist weder unbedingt notwendig, daß sowohl die erste Wandung 152 als auch die zweite Wandung 154 koaxial zur Welle 104 ist, noch ist es erforderlich, daß die erste Wandung 152 oder die zweite Wandung 154 kreisförmig ist. Die radiale Entfernung bzw. Anordnung der ersten Wandung 152 und der zweiten Wandung 154 ist in bezug auf die Welle 104 des zweiten Spiralelementes 78 veränderlich. Es kann so eine Druckkammer 150 begrenzt werden, welche in jeder radialen Position eine verschiedene Breite W aufweist. Eine sich än­ dernde Breite W der Druckkammer 150 erlaubt eine Anpassung des in der Druck­ kammer 150 durch das Strömungsmedium hervorgerufenen Druckes für die Dreh­ winkelpositionen, bei welchen im Betrieb des Spiralverdichters 20 ein Schwan­ ken oder Kippen der Spiralelemente auftritt. Durch eine über den Umfang veränderliche Breite W der Druckkammer 150 ist es demnach möglich, jeweils geringere oder größere stabilisierende Drehkräfte oder Momente, welche auf die Spiralelemente 76 und 78 wirken, zu erzeugen. Durch diese veränderliche Ausgestaltung der Druckkammer 150 kann den Schwankungsmomenten, welche auf­ grund des in den Kompressionskammern C verdichteten Strömungsmediums hervor­ gerufen werden, entgegengewirkt werden. In der bevorzugten Ausführungsform weist die Druckkammer 150 eine konstante Breite W auf und ist zur einfacheren Herstellung koaxial zur Welle 104 des zweiten Spiralelementes 78 angeordnet.

Ein erstes Dichtungselement 172 ist so angeordnet, daß es mit der ersten Wan­ dung 152 in einem axial gleitenden Kontakt steht. Ein zweites Dichtungsele­ ment 174 ist so angeordnet, daß es in einem axial gleitenden Kontakt mit der zweiten Wandung 154 steht. Die Dichtungselemente 170, hier das Dichtungs­ element 172 und das Dichtungselement 174, dienen zur Abdichtung der Druck­ kammer 150. Bevorzugt sind die Dichtungselemente 172 und 174 analog zu dem Kreisring eines Zylinders ausgeführt. In einer geschnittenen Darstellung durch die Achse des Spiralverdichters 20 werden diese als senkrechte, schraffierte Teilbereiche sichtbar, welche einen rechten Winkel zum Druckplattenelement 140 bilden. Es ist wünschenswert, daß die Dichtungselemente 170 aus nachgiebigem, flexiblem Material bestehen, so daß der Druck des Strömungsmediums innerhalb einer Kammer einen für das Strömungsmedium undurchlässigen Kontakt zwischen der entsprechenden Wandung und dem Dichtungselement sicherstellt. Das erste und das zweite Dichtungselement 172 und 174 ist derartig gestaltet, daß vernünftigerweise ein freier gleitender Kontakt mit den entsprechenden Ober­ flächen der ersten und zweiten Wandung 152 und 154 gewährleistet ist. Hier­ durch ist eine axiale Bewegung des Druckplattenelementes 140 im Bezug auf den rückseitigen Bereich 106 des zweiten Spiralelementes 78 möglich.

Beim Start des Betriebs des Spiralverdichters 20 verursacht der Motor 40 eine Drehung des ersten Spiralelementes 76. Aufgrund des Antriebsringes 130 wird eine mit dem ersten Spiralelement 76 zusammenwirkende Rotation mit dem zweiten Spiralelement 78 erzeugt. Die Spiralwände 80 und 100 bilden eine Vielzahl sich bewegender Kompressionskammern C, in welchen das Strömungsmedium verdichtet wird. Das Strömungsmedium wird aus einer Kompres­ sionskammer C durch den Strömungskanal 158 in die Druckkammer 150 gedrückt. Der durch das Strömungsmedium in der Druckkammer 150 erzeugte Druck wirkt auf die Dichtungselemente 172 und 174, so daß eine für das Strömungsmedium undurchlässige Abdichtung zwischen den Dichtungselementen und der entsprechen­ den ersten und zweiten Wandung 152 und 154 gewährleistet ist. Der Druck des Strömungsmediums wirkt demnach auf die Dichtungselemente 172 und 174, so daß diese von der inneren Wandung 156 weg in Richtung auf das Druckplattenelement 140 gedrückt werden und die Dichtungselemente 172 und 174 so mit dem ebenen Bereich 144 des Druckplattenelementes 140 in einem abdichtenden Kontakt stehen. Daher wirkt der in der geschlossenen Druckkammer 150 vorhandene, durch das Strömungsmedium hervorgerufene Druck auf das Druckplattenelement 140, so daß dieses vom rückseitigen Bereich 106 des zweiten Spiralelementes 178 weggedrückt wird. Diese Belastung des Druckplattenelementes 140 wirkt über die Fortsätze 120 auf das erste Spiralelement 76, so daß das erste Spiral­ element 76 in Richtung auf das zweite Spiralelement 78 gedrückt wird. Auf diese Art und Weise wird den in den Kompressionskammern C erzeugten axialen Abtrennkräften entgegengewirkt, so daß diese überwunden werden. Hierdurch wird sichergestellt, daß die Kompressionskammern C geschlossen sind und daß eine Verdichtung des Strömungsmediums in diesen erfolgen kann.

Es muß erwähnt werden, daß der gleiche Gegenstand oder das gleiche Merkmal, wenn es in mehr als einer der Figuren dargestellt ist,mit einem entsprechen­ den Bezugszeichen versehen ist um die Erfindung besser zu verstehen. Weiter­ hin werden in den Figuren nur die notwendigen Gegenstände und Merkmale mit Bezugszeichen versehen. Demnach sind auch nicht alle Merkmale durch Bezugs­ zeichen gekennzeichnet, um Verwirrung in der Beschreibung der Erfindung zu vermeiden. Wenn das gleiche Merkmal in einer anderen Ausführungsform in einer anderen Figur erscheint, ist es mit dem gleichen Bezugszeichen wie vor­ her versehen, wobei dann das Bezugszeichen noch einen numerischen Zusatz auf­ weist, der sich auf die beschriebene Ausführungsform der Erfindung bezieht. Der numerische Zusatz eines Bezugszeichens einer Ausführungsform der Erfindung entspricht nicht der Rangfolge der bevorzugten Ausführungsformen und soll nur behilflich sein, die Beschreibung der Erfindung zu verstehen.

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Gegenstandes. In dieser ersten, weiteren Ausführungsform ist anstelle der Dichtungselemente 172 und 174 ein Kolbenelement 180-1 vorgesehen. Das Kolbenelement 180-1 weist zwei sich nach unten erstreckende Schenkel 182-1 und eine Druckfläche 184-1 auf. Das Kolbenelement 180-1 steht in einem abdichtenden Kontakt mit der Innenwandung 152 und der Außenwandung 154. Das Kolbenelement 180-1 kann auch anders ausgestaltet sein, so daß es keine Schenkel 182-1 aufweist. In der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform strömt das Strömungsmedium aus der Kompressionskammer C durch den Strömungskanal 158-1 in die Druckkammer 150-1 und übt so auf die Druckoberfläche 184-1 des Kolbenelementes 180-1 einen Druck aus. Hierdurch wird das Kolbenelement 180-1 in Richtung auf das Druckplattenelement 140-1 gedrückt, wodurch wiederum die Spiralelemente 76-1 und 78-1 - wie vorhergehend beschrieben - belastet und aufeinanderzu gedrückt werden. Im Unterschied zur vorhergehend, beschriebenen Ausführungsform wirkt hier der Druck des Strömungsmediums nicht auf das Druckplattenelement 140-1, sondern die Belastungskräfte werden über das Kolbenelement 180-1 auf das Druckplattenelement 140-1 übertragen. Ansonsten ist die Funktionsweise des Spiralverdichters 20-1 identisch mit der in der beschriebenen, bevorzugten Ausführungsform.

In Fig. 4 ist eine zweite, weitere Ausführungsform eines Spiralverdichters 20-2 dargestellt. In dieser zweiten weiteren Ausführungsform ist eine erste und eine zweite Stützwandung 202-2 und 204-2 vorgesehen. Die erste Stützwandung 202-2 ist von einer ersten Wandung 152-2 entfernt angeordnet, so daß eine erste Dichtungskammer 212-2 gebildet wird, in welcher ein erstes Dichtungselement 172-2 angeordnet ist. Die zweite Stützwandung 204-2 ist von der zweiten Wandung 154-2 entfernt angeordnet, so daß eine zweite Dichtungskammer 214-2 gebildet wird, in welcher ein zweites Dichtungselement 174-2 angeordnet ist. Die erste und die zweite Dichtungskammer 212-2 und 214-2 sind größenmäßig so dimensioniert, daß die Aufnahme eines ersten und zweiten Dichtungselementes 172-2 und 174-2 möglich ist und das erste und das zweite Dichtungselement 172-2 und 174-2 in einem abdichtenden, gleitenden Kontakt mit den Wandungen der Dichtungskammern steht. Durch einen ersten Druckkanal 220-2 strömt verdichtetes Strömungsmedium in die erste Dichtungskammer 212-2. Durch einen zweiten Druckkanal 222-2 strömt das verdichtete Strömungsmedium in die zweite Dichtungskammer 214-2. Wie in Fig. 4 dargestellt, strömt aus einer Kompressionskammer C₁ verdichtetes Strömungsmedium durch den ersten Druckkanal 220-2 in die erste Dichtungskammer 212-2. Durch den zweiten Druckkanal 214-2 strömt verdichtetes Strömungsmedium von der Kompressionskammer C₂ in die zweite Dichtungskammer 214-2. Der in der ersten Dichtungskammer 212-2 herrschende Druck ist leicht größer als der in der zweiten Dichtungskammer 214-2 herrschende Druck. Wie in Fig. 4A dargestellt kann der ersten und der zweiten Dichtungskammer 212-2 und 214-2 verdichtetes Strömungsmedium über einen gemeinsamen Druckkanal 224-2 von einer einzelnen Kompressionskammer C₃ zuströmen.

Für einen Fachmann durchschnittlichen Könnens ist es offensichtlich, daß eine Vielzahl geeignete, in den Kompressionskammern C herrschende Drücke zur Verfügung stehen um jedes einzelne Dichtungselement 172-2 und 174-2 einem geeigneten Druck auszusetzen. Dieser Druck kann größer, geringer oder gleich dem Druck sein, welcher in der Druckkammer 150-2 herrscht. Auch jedes Dichtungselement 172-2 und 174-2 kann so einem unterschiedlichen Druck ausgesetzt sein. Es gibt für den Fachmann durchschnittlichen Könnens also eine Vielzahl von Möglichkeiten die Druckkammer 150-2, sowie jedes einzelne Dichtungselement 172-2 und 174-2 unterschiedlichen Drücken auszusetzen. Die vorangegangene Beschreibung soll hier nur beispielhaft und nicht beschränkend sein.

Im Betrieb des Spiralverdichters 20 ist diese zweite, weitere Ausführungsform identisch mit dem Betrieb der bevorzugten Ausführungsform. Bei Rotation der Spiralelemente 76-2 und 78-2 strömt das Strömungsmedium aus den entsprechen­ den Kompressionskammern C durch die Kanäle 158-2, 220-2 und 222-2. In der Druckkammer 150-2, der ersten Dichtungskammer 212-2 und der zweiten Dichtungskammer 214-2 werden so die gewünschten Drücke erzeugt. Ist der Druck in den Dichtungskammern geringer als der Druck in der Druckkammer 150-2, so wird die Lebensdauer der Dichtungselemente 172-2 und 174-2 erhöht, wohingegen, wenn der Druck in den Dichtungskammern 212-2 und 214-2 größer als in der Druckkammer 150-2 ist, die Dichtungselemente 172-2 und 174-2 in Richtung auf das Druckplattenelement 140-2 zuverlässig gedrückt werden, so daß eine gute Abdichtung der Druckkammer 150-2 sichergestellt ist. Die durch das sich innerhalb der Druckkammer 150-2 befindende Strömungsmedium hervorgerufenen Kräfte wirken so, daß die Spiralelemente 76-2 und 78-2 aufeinanderzu gedrückt werden, so daß die gewünschte Verdichtung des Strömungsmediums ermöglicht wird.

Der in der bevorzugten Ausführungsform und in den weiteren Ausführungsformen in den Fig. 1 bis 4 beschriebene Spiralverdichter 20 ist im allgemeinen so angeordnet, daß die Rotationsachsen der Spiralelemente im wesentlichen sich in einer senkrechten Lage befinden. Durch eine senkrechte Anordnung übt die Schwerkraft auf die Dichtungselemente 172 und 174 oder das Kolbenelement 180 eine Kraft aus, so daß der Vorgang des Abdichtens hierdurch unterstützt wird. Dies ist besonders zu einem Zeitpunkt wichtig, wenn der Spiralverdichter 20 seinen Betrieb aufnimmt, weil der anfängliche Druck des Strömungsmediums in den Kompressionskammern C dann sehr oft gleich dem Ansaugdruck ist. Unter dieser Bedingung strömt das verdichtete Strömungsmedium in die Druckkammer 150 und tendiert dazu, zwischen den Dichtungselementen 172 und 174 und der Oberfläche 144 des Druckplattenelementes 140 hindurchzusickern bevor der Druck des Strömungsmediums ausreichend ist, um auf die Dichtungselemente 172 und 174 eine ausreichend hohe Kraft auszuüben, so daß eine geeignete Abdich­ tung zwischen den Dichtungselementen und der Oberfläche 144 des Druckplatten­ elementes 140 sichergestellt ist. Wenn aber die Masse der Dichtungselemente 172 und 174 nicht ausreichend ist um eine Abdichtung, während des Betriebs­ starts des Spiralverdichters, sicherzustellen, kann ein Durchsickern des Strömungsmediums auftreten und eine genaue Abdichtung der Druckkammer 150 ist somit nicht gewährleistet. Eine unzureichende Abdichtung der Druckkammer 150 kann bei einer zu geringen Verdichtung des Strömungsmediums in den Kompres­ sionskammern C oder bei einem gänzlichen Fehlen der Verdichtung des Strömungs­ mediums auftreten.

Darum ist es in manchen Situationen wünschenswert, wenn Elemente oder Mittel zur Vorbelastung der Dichtungselemente in Richtung auf die Oberfläche 144 des Druckplattenelementes 140 vorgesehen sind. Hierdurch kann sichergestellt werden, daß eine Versickerung beim Betriebsstart eines Spiralverdichters 20 nicht auftritt. Zur Verdeutlichung sind in mehreren Figuren Dichtungs­ elemente dargestellt, welche Elemente 228 zur Vorbelastung aufweisen. Dies bedeutet nicht, daß solche Elemente zur Vorbelastung der Dichtungselemente notwendig sind oder für den Betrieb der beschriebenen Ausführungsformen be­ nötigt werden. Für den Fachmann durchschnittlichen Könnens ist es offensicht­ lich, daß die Anordnung solcher Elemente zur Vorbelastung der Dichtungsele­ mente von einer Vielzahl untereinander zusammenhängender Faktoren abhängt. Zu diesen Faktoren zählen die Massen der Dichtungselemente 172 und 174, die axiale Ausrichtung und Anordnung des Spiralverdichters 20 und die hieraus resultierende, eine gute Abdichtung sicherstellende, zur Verfügung stehende Schwerkraft (oder Komponente der Schwerkraft). Weitere Faktoren sind der Druck des Strömungsmediums innerhalb der Druckkammer 150 und der durch das Strömungsmedium hervorgerufene Druck, welcher auf die Dichtungselemente 172 und 174 wirkt, sowie die Größe der axialen Abtrennkraft, welche durch das in den Kompressionskammern C verdichtete Strömungsmedium erzeugt wird.

In Fig. 5 ist eine dritte, weitere Ausführungsform des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Ein einzelnes Dichtungselement 230-3 dient als Mittel zum Abdichten 170-3 und wird in Richtung auf das Druckplattenelement 140-3 durch Federelemente 228 zur Vorbelastung, hier Schraubenfedern 232-3, vorbelastet. Eine gewisse Anzahl dieser Federelemente 228 zur Vorbelastung des Dichtungselementes sind in einem winklig gleichen Abstand angeordnet. Das Dichtungselement 230-3 weist vier Dichtungsflächen auf: Eine ringförmige Innenwandungsfläche 234-3, welche im abdichtenden Kontakt zu der Innenwandung 152-3 steht; eine ringförmige Außenwandungsfläche 236-3, welche in abdichtendem Kontakt mit der Fläche der Außenwandung 154-3 steht; ein inneres und ein äußeres, ringförmiges Ende 238-3 und 240-3, wobei das äußere Ende 240-3 radial weiter außerhalb vom inneren Ende 238-3 angeordnet ist, wobei jede der Flächen des Dichtungselementes in gleitendem Kontakt zu einer anderen entsprechenden Fläche steht. Ein mittiger Stegbereich 242-3 dient als strukturelles Abstützelement und verbindet die Dichtungsflächen 234-3, 236-3, 238-3 und 240-3. Im mittigen Stegbereich 242-3 sind eine oder mehrere Strömungsöffnungen 244-3 vorgesehen, wodurch es dem Strömungsmedium in der Druckkammer 150-3 ermöglicht wird, einen Druck auf die Oberfläche 144-3 des Druckplattenelementes 140-3 auszuüben. Das innere Ende 238-3 des Dichtungselementes 230-3 erstreckt sich entgegengesetzt zur Innenwandungsfläche 234-3 und das äußere Ende 240-3 erstreckt sich entgegengesetzt zur Außenwandungsfläche 236-3 des Dichtungselementes 230-3 zur Kontaktierung der Oberfläche 144-3 des Druckplattenelementes 140-3.

Im Betrieb arbeitet diese dritte, weitere Ausführungsform ähnlich wie die bevorzugte Ausführungsform, nur mit dem Unterschied, daß die Enden 238-3 und 240-3 des Dichtungselementes 230-3 sich nicht unabhängig bewegen können. Dies stellt sicher, daß keine unerwünschte radiale Versetzung auftritt, welche durch eine Verringerung der Abdichtung der Druckkammer 150-3 auftreten könnte. Weiterhin muß erwähnt werden, daß die ringförmige Innenwandungsfläche 234-3 und die ringförmige Außenwandungsfläche 236-3 so ausgestaltet sein können, daß diese eine leicht größere Breite aufweisen als die Nennbreite zwischen der Fläche der Innenwandung 152-3 und der Fläche der Außenwandung 154-3, wobei das Material zur Herstellung des Dichtungselementes nachgiebig ist. Dies stellt sicher, daß die entsprechenden Flächen des Dichtungselementes und die entsprechenden Flächen der Wandungen abdichtend in Kontakt stehen, wenn diese passend zu einer Vorbelastung oder Druckkraft aneinandergefügt sind.

Wie in Fig. 5 dargestellt ist die Breite der Enden 238-3 und 240-3 des Dichtungselementes 230-3 vorzugsweise relativ schmal. Hierdurch minimiert sich die Belastungskraft, welche durch die Enden 238-3 und 240-3 auf die Oberfläche 144-3 des Druckplattenelementes 140 durch Kontakt übertragen wird, welche nötig ist eine ausreichende Abdichtung sicherzustellen. Jede Erhöhung der Breite der Enden 238-3 und 240-3 des Dichtungselementes 230-3 über die für die Belastungskraft hinaus notwendige Breite vergrößert die Reibung mit dem Druckplattenelement 140. Hierdurch verringert sich sowohl die Lebensdauer des Dichtungselementes 230-3, sowie auch eine Erhöhung des Energiebedarfs für den Motor 40 die Folge ist. Dies gilt für die bevorzugte Ausführungsform genauso wie für die anderen Ausführungsformen, bei denen der durch das Strömungsmedium hervorgerufene Druck direkt auf das Druckplattenelement 140 wirkt.

Fig. 6 zeigt eine vierte, weitere Ausführungsform eines Spiralverdichters 20-4. In dieser Ausführungsform sind die ringförmigen Dichtungselemente 172-4 und 174-4 als "belastete" Federelemente ausgeführt. Die Dichtungselemente 172-4 und 174-4 sind demnach durch ihre Gestalt und Form "federbelastet". Das innere Dichtungselement 172-4 und das äußere Dichtungselement 174-4 sind hier die Elemente 170-4 zur Abdichtung. Im allgemeinen weisen solche Dichtungen eine U- oder V-Form (im Schnitt dargestellt) auf, wobei die Basis des U oder V entsprechend zu den Wandungen 152-4 und 154-4 der Druckkammer 150-4 ausgerichtet ist. Ein "Arm" des U oder V steht in Kontakt mit der inneren Wandung oder Grundfläche 156-4 der Druckkammer 150-4 und der andere "Arm" steht in abdichtendem Kontakt zu der Oberfläche 144-4 des Druckplattenelementes 140-4. Der in der Druckkkammer 150-4 herrschende Druck unterstützt dadurch den Vorgang des Abdichtens der Dichtungselemente. Ein Beispiel für die Dichtungselemente 172-4 und 174-4 sind geeignete handelsübliche Stirndichtungen. Diese Ausführungsform arbeitet im Betrieb ähnlich wie die bevorzugte und verschiedene, weitere Ausführungsformen, bei welchen die Dichtungselemente belastet werden. Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist es, daß die Elemente zur Vorbelastung der Dichtungselemente integraler Bestandteil der Dichtungselemente selber sind. Hierdurch verringert sich die Anzahl der Bauteile, welche benötigt werden.

Fig. 7 zeigt eine weitere, fünfte Ausführungsform eines Spiralverdichters 20-5 mit einer anderen ringförmigen Ausführungsform der Dichtungselemente. Die Dichtungselemente 170-5 weisen ein inneres Dichtungsringelement 250-5 und ein äußeres Dichtungsringelement 252-5 auf. In Fig. 7A ist in einer vergrößerten Darstellung im Schnitt das innere Dichtungsringelement 250-5 dargestellt. Ein Dichtungskanal 256-5 ist im inneren Dichtungsringelement 250-5 angeordnet. Der Dichtungskanal 256-5 wird durch das innere Dichtungsringelement 250-5 und die Innenwandung 152-5 der Druckkammer 150-5 begrenzt. Eine Dichtung 258-5 ist im Dichtungskanal 256-5 angeordnet, so daß eine Bewegung des inneren Dichtungsringelementes 250-5 innerhalb der Druckkammer 150-5 möglich ist. Elemente 228-5 zur Vorbelastung, wie Schraubenfedern 232-5, sind vorgesehen, um das innere Dichtungsringelement 250-5 mit der inneren Wandung 156-5 der Druckkammer 150-5 zu verbinden, damit so der Kontakt zwischen der Oberfläche 144-5 des Druckplattenelementes 140-5 und dem inneren Dichtungsringelement 250-5 sichergestellt ist. Obwohl es nicht vergrößert dargestellt ist, kann der Darstellung in Fig. 7 entnommen werden, daß im wesentlichen dieselben Merkmale auch im äußeren Dichtungsringelement 252-5 vorgesehen sind. Dies ermöglicht eine nachgiebige Bewegung des inneren Dichtungsringelementes 250-5 und eine separate nachgiebige Bewegung des äußeren Dichtungsringelementes 252-5. Die Dichtungsringselemente 250-5 und 252-5 sind in dieser Ausführungsform aus relativ unflexiblem Material wie Aluminium oder Stahl gebildet.

Die Fig. 4B, 4C und 4D zeigen detaillierte Elemente 228 zur Vorbelastung der Dichtungselemente. Diese hier dargestellten Elemente 228 zur Vorbelastung sind hier nur beispielhaft für die Ausführungsform in Fig. 4 dargestellt. In Fig. 4B ist ein Dichtungselement 170 dargestellt. Das Dichtungselement 170 be­ steht aus geschichtetem Material wie z. B. Federstahl, oder Federstahl und Gummi. Wie für das Dichtungselement 230 in Fig. 5, ist hier eine gewisse An­ zahl von Schraubenfedern 232 vorgesehen. Die Schraubenfedern 232 sind so ange­ ordnet, daß diese eine Belastungskraft auf das Dichtungselement 170 in Rich­ tung auf die Oberfläche 144 des Druckplattenelementes 140 ausüben. In Fig. 4C ist ein flexibles, zusammendrückbares Element, z. B. ein O-Ring als ein Element 228 zur Vorbelastung des Dichtungselementes 170 angeordnet. Solche O-Ringe sind offensichtlich im Handel erhältlich und gewährleisten aufgrund ihrer Fähigkeiten eine zusätzliche Abdichtung. Fig. 4D zeigt eine abgekippte Schraubenfeder, welche in ihrer Längsrichtung über dem Dichtungselement 170 angeordnet ist und als Element 228 zur Vorbelastung des Dichtungselementes 170 vorgesehen ist. Für einen Fachmann durchschnittlichen Könnens ist es offen­ sichtlich, daß andere Elemente zur Belastung der Dichtungselemente wie Blatt­ federn oder Tellerfedern zur Erreichung gleicher Ergebnisse benutzt werden können.

Fig. 8 zeigt einen Spiralverdichter 20 welcher mit einem Strömungssystem über die Ausstoßöffnung 50 im oberen Bereich 24 und über die Ansaugöffnung 52 im unteren Bereich 26 des luftdicht abgeschlossenen Gehäuses 22 verbunden ist. Dieses Strömungssystem ist im allgemeinen eine Kälte- oder Klimaanlage. Für einen Fachmann durchschnittlichen Könnens ist es offensichtlich, daß es noch andere Strömungssysteme gibt, in welchen ein Spiralverdichter 20 einge­ setzt werden kann, so daß die Anordnung eines Spiralverdichters 20 in einer Kälte- oder Klimaanlage nur beispielhaft ist und nicht beschränkend.

In Fig. 8 ist eine Kälteanlage der in Rede stehenden Art gezeigt. Sie umfaßt eine zwischen der Ausstoßöffnung 50 und einem Verflüssiger 60 angeordnete Auslaßleitung 54. Der Verflüssiger 60 dient zur Wärmeentnahme aus der Kälte­ anlage 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. Für den Durchschnittsfachmann ist es offensicht­ lich, daß auch andere Elemente geeignet sind, welche eine Expansion des Kälte­ mittels gewährleisten (Vorrichtung aus kapillaren Rohren). Eine weitere Leitung 66 verbindet das Ausdehnungsventil 64 mit einem Verdampfer 68. Zum Zwecke der Wärmeaufnahme wird über Leitung 66 das ausgedehnte bzw. entspannte Kältemittel vom Ausdehnungsventil 64 zum Verdampfer 68 geleitet. Schließlich leitet eine Ansaugleitung 70 das verdampfte Kältemittel vom Verdampfer 68 zum Spiralver­ dichter 20, in dem das Kältemittel verdichtet wird. Von dort aus gelangt das Kältemittel entsprechend vorangegangener Beschreibung wieder in die Kältean­ lage.

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 Bauteile einer solchen Kälteanlage verzichtet werden kann. Ebenso könnte eine solche Kälteanlage bzw. eine solche Klimaanlage auch mehrere erfindungs­ gemäße Spiralverdichter enthalten. Dabei könnten die Spiralverdichter im strömungstechnischen Sinne parallel oder in Serie geschaltet sein. Auch der Verflüssiger und der Verdampfer, sowie andere Bauteile wie Kühler oder Ven­ tilatoren könnten mehrfach vorhanden sein, was hier nicht erörtert werden muß.

Der Gegenstand der Erfindung offenbart eine wesentliche Verbesserung eines Spiralverdichters. Die Anfangskosten werden verringert und der Gesamtwirkungs­ grad des Spiralverdichters 20 verbessert. Ferner, obwohl der Gegenstand der Erfindung beispielhaft in einem Spiralverdichter 20 mit einem luftdicht ab­ geschlossenen Gehäuse erklärt ist, wird nochmals erklärt, daß der Gegenstand der Erfindung auch bei anderen Spiralverdichtern angewendet werden kann, wo­ durch eine wesentliche Verringerung der Kosten und verbesserte Ausführungs­ formen erreicht werden können.

Claims (19)

1. Spiralverdichter, insbesondere zur Verdichtung eines Kältemittels, mit einem ersten und einem zweiten Spiralelement (76, 78) und mit mindestens einem Element zur Verursachung einer zusammenwirkenden Drehbewegung des ersten und zweiten Spi­ ralelementes (76, 78), wobei das erste Spiralelement (76) eine erste Endplatte (82), eine erste Spiralwand (80) und eine Antriebswelle (84), das zweite Spiralelement (78), eine zweite Endplatte (102), eine zweite Spiralwand (100) und einen Wellenstumpf (104) und die zweite Endplatte (102) einen - der zweiten Spiralwand (100) gegenüberliegenden - rückseitigen Bereich (106) aufweist, die erste Spiralwand (80) mit der zweiten Spiralwand (100) zusammenwirkt und mindestens eine Kompressionskammer (C) bildet und ein an dem ersten Spiralelement (76) befestigtes Druckplattenelement (140) benachbart zu dem rückseitigen Bereich (106) der zweiten Endplatte (102) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der rückseitige Bereich (106) der zweiten Endplatte (102) eine Ausnehmung (157) aufweist und die Ausnehmung (157) über einen in der zweiten Endplatte (102) ausgebildeten Strömungskanal (158) mit der Kompressionskammer (C) strömungsverbunden ist, daß das Druckplattenelement (140) im wesentlichen eben ausgebildet ist, daß im Bereich der Ausnehmung (157) mindestens ein Dichtungselement (170; 180; 230; 172, 174; 250, 252) angeordnet ist, daß das Dichtungselement (170; 180; 230) bzw. die Dichtungselemente (172, 174; 250, 252) mit dem Druckplattenelement (140) im gleitenden Kontakt steht bzw. stehen und so eine Druckkammer (150) begrenzt ist.

2. Spiralverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (157) eine erste und eine zweite von dem Wellenstumpf (104) radial entfernte Wandung (152, 154) aufweist.

3. Spiralverdichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Wandung (152) kreisförmig ist.

4. Spiralverdichter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Wandung (154) kreisförmig ist.

5. Spiralverdichter nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Wandung (152,154) koaxial zum Wellenstumpf (104) des zweiten Spiralelements (78) sind.

6. Spiralverdichter nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (157) zwischen der ersten Wandung (152) und der zweiten Wandung (154) zusätzlich eine innere Wandung (156) aufweist.

7. Spiralverdichter nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ausnehmung (157) ein erstes und ein zweites Dichtungselement (172, 174) angeordnet ist und daß das erste Dichtungselement (172) mit der ersten Wandung (152) und das zweite Dichtungselement (174) mit der zweiten Wandung (154) in axial gleitendem Kontakt steht.

8. Spiralverdichter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die in dem rückseitigen Bereich (106) der zweiten Endplatte (102) vorgesehene Ausnehmung (157) zusätzlich eine erste und eine zweite Stützwandung (202, 204) aufweist, daß die erste Stützwandung (202) von der ersten Wandung (152) entfernt angeordnet ist und eine erste Dichtungskammer (212) zwischen sich und der erste Wandung (152) begrenzt, daß die zweite Stützwandung (204) von der zweiten Wandung (154) entfernt angeordnet ist und eine zweite Dichtungskammer (214) zwischen sich und der zweiten Wandung (154) begrenzt und daß das erste Dichtungselement (172) mit der ersten Stützwandung (202) und das zweite Dichtungselement (174) mit der zweiten Stützwandung (204) in axial gleitendem Kontakt steht.

9. Spiralverdichter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Endplatte (102) des zweiten Spiralelementes (78) zusätzlich einen ersten Druckkanal (220) aufweist und das durch den ersten Druckkanal (220) eine Kompressionskammer (C₁) mit der ersten Dichtungskammer (212) strömungsverbunden ist.

10. Spiralverdichter nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Endplatte (102) des zweiten Spiralelementes (78) zusätzlich einen zweiten Druckkanal (222) aufweist und das durch den zweiten Druckkanal (222) eine Kompressionskammer (C₂) mit der zweiten Druckkammer (214) strömungsverbunden ist.

11. Spiralverdichter nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungselement (170) als Kolbenelement (180) ausgeführt ist und daß das Kolbenelement (180) in axial gleitendem Kontakt mit der ersten und der zweiten Wandung (152, 154) steht.

12. Spiralverdichter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Kolbenelement (180) zwei sich in Richtung auf das Druckplattenelement (140) erstreckende Schenkel (182) aufweist.

13. Spiralverdichter nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungselement (230) einen mittleren Stegbereich (242), eine ringförmige Innenwandungsfläche (234), eine ringförmige Außenwandungsfläche (236) und ein ringförmiges inneres und äußeres Ende (238, 240) aufweist, daß die Innenwandungsfläche (234) mit der ersten Wandung (152) und die Außenwandungsfläche (236) mit der zweiten Wandung (154) in axial gleitendem Kontakt und das innere und äußere Ende (238, 240) mit der Oberfläche des Druckplattenelementes (140) in gleitendem Kontakt steht.

14. Spiralverdichter nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ausnehmung (157) als Dichtungselement (170) ein inneres und ein äußeres Dichtungsringelement (250, 252) angeordnet sind, daß das innere Dichtungsringelement (250) mit der ersten Wandung (152) und das äußere Dichtungsringelement (252) mit der zweiten Wandung (154) in axial gleitendem Kontakt und jedes Dichtungsringelement (250, 252) mit dem Druckplattenelement (140) in gleitendem Kontakt steht und daß das innere Dichtungsringelement (250) und das äußere Dichtungsringelement (252) jeweisl einen zwischen sich und der entsprechenden Wandung (152 bzw. 154) liegenden Dichtungskanal (256) begrenzen.

15. Spiralverdichter nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß in den durch das entsprechende Dichtungsringelement (250 bzw. 252) begrenzten Dichtungskanal (256) eine Dichtung (258) angeordnet ist und die Dichtung (258) in gleitendem Kontakt mit der entsprechenden Wandung (152 bzw. 154) steht.

16. Spiralverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Element (228) zur Vorbelastung des Dichtungselementes (170; 180; 230) bzw. der Dichtungselemente (170; 172, 174; 250, 252) in Richtung auf das Druckplattenelement (140) vorgesehen ist.

17. Spiralverdichter nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein Element (228) zur Vorbelastung des ersten Dichtungselementes (172) und ein Element (228) zur Vorbelastung des zweiten Dichtungselementes (174) in Richtung auf das Druckplattenelement (140) vorgesehen ist.

18. Spiralverdichter nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (228) zur Vorbelastung als Feder ausgeführt ist.

19. Spiralverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungselement (170) bzw. die Dichtungselemente (172, 174) als Federelement bzw. Federelemente, vorzugsweise U- oder V-förmig ausgeführt ist bzw. sind.