DE4220830A1 - Fluidverdichter - Google Patents
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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- F01C17/00—Arrangements for drive of co-operating members, e.g. for rotary piston and casing
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C18/08—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
- F04C18/10—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth equivalents, e.g. rollers, than the inner member
- F04C18/107—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing of internal-axis type with the outer member having more teeth or tooth equivalents, e.g. rollers, than the inner member with helical teeth
Description
Die Erfindung betrifft einen Fluidverdichter, insbeson
dere einen Fluidverdichter zum Verdichten eines in
einem Kälte(mittel)kreislauf verwendeten Kältemittelga
ses o. dgl.
Die US-PS 48 71 304 beschreibt beispielsweise einen
Fluidverdichter, der zum Verdichten eines Fluids oder
Strömungsmittels bei gleichzeitiger Förderung desselben
ausgelegt ist.
Gemäß Fig. 13 umfaßt ein Verdichter 1 dieser Art einen
Verdichtermechanismus 3 und einen in einem abgedichte
ten (gekapselten) Gehäuse 2 untergebrachten Motor 4. Im
Verdichtermechanismus 3 ist ein Drehelement 6 exzen
trisch oder außermittig in einem Zylinder 5 angeordnet,
wobei Zylinder 5 und Drehelement 6 durch ein Hauptlager
7 gelagert sind, das seinerseits an der Innenwand des
abgedichteten Gehäuses 2 befestigt ist.
Die beiden axialen Endabschnitte des Zylinders 5 sind
durch das Hauptlager 7 und ein Nebenlager 8 abgedichtet
(gelagert). An den beiden axialen Endabschnitten des
Drehelements 6 sind jeweils eine Hauptwelle 9 und eine
Nebenwelle 10 angeformt, welche ihrerseits jeweils in
die Lager 7 bzw. 8 eingesetzt sind.
Im Drehelement 6 ist eine schrauben- oder wendelförmige
Nut 11 ausgebildet, deren Steigung sich vom einen Ende
der Nut 11 zum anderen Ende allmählich verkleinert. In
die Nut 11 ist ein schrauben- oder wendelförmiger Flügelsteg
12 so eingesetzt, daß der Raum zwischen dem Dreh
element 6 und dem Zylinder 5 durch den Flügelsteg 12
in eine Anzahl von Bereichen unterteilt wird. Im Zylin
der 5 sind mehrere Arbeitskammern 13 geformt, deren Vo
lumina sich vom einen Ende zum anderen, d. h. von der An
saugseite zur Förder- oder Austragseite des Zylinders
5, allmählich verkleinern.
Der Motor 4 ist durch einen ringförmigen Stator 14 und
einen ringförmigen Rotor 15 gebildet. Der Stator 14 ist
an der Innenwand des abgedichteten Gehäuses 2 befe
stigt, während der Rotor 15 innerhalb des Stators 14 an
geordnet ist. Außerdem ist der Rotor 15 an der Außensei
te des Zylinders 5 befestigt, so daß der Rotor 15 und
der Zylinder 5 bei Zuspeisung von (elektrischem) Strom
zum Motor 4 einheitlich bzw. gemeinsam in Drehung ver
setzt werden. Die Dreh(antriebs)kraft des Zylinders 5
wird über einen noch zu beschreibenden Oldham-Mechanis
mus 16 auf das Drehelement 6 übertragen. Infolgedessen
werden der Zylinder 5 und das Drehelement 6 relativ zu
einander und synchron miteinander in Drehung versetzt,
während ihre (gegenseitige) Lagenbeziehung aufrechter
halten bleibt.
Bei der Relativdrehung von Zylinder 5 und Drehelement 6
bewegt sich der Flügelsteg 12 in die Nut 11 hinein bzw.
aus ihr heraus, um in Radialrichtung des Drehelements 6
(aus der Nut) vorzustehen und sich in die Nut zurückzu
ziehen. Dabei wird Kältemittelgas eines Kälte(mittel)
kreislaufs über ein Ansaugrohr 17 und eine Ansaug
strecke oder -leitung 18 in den Zylinder 5 eingesaugt.
Das Ansaugrohr 17 ist mit dem abgedichteten Gehäuse 2
verbunden. Die Ansaugleitung 18 ist im Hauptlager 7 aus
gebildet.
Das in den Zylinder 5 eingesaugte Kältemittelgas wird in
eine Ansaugkammer 19, d. h. eine der Arbeitskammern 13,
welche am nächsten an der Ansaugseite liegt, geführt.
Weiterhin wird das Kältemittelgas zu einer Förder- oder
Austragkammer 20, d. h. eine der Arbeitskammern, welche
der Austragseite am nächsten liegt, überführt. Da sich
die Volumina der Arbeitskammern 13 allmählich verklein
ern, wird das Kältemittelgas bei seiner Überführung von
der Ansaugkammer 19 zur Austragkammer 20 fortlaufend
verdichtet.
Das verdichtete Kältemittelgas wird über eine im Haupt
lager 7 ausgebildete Austragstrecke oder -leitung 21
vorübergehend in den Innenraum des abgedichteten Gehäu
ses 2 geliefert bzw. ausgetragen. An das abgedichtete
Gehäuse 2 ist ein Austragrohr 22 angeschlossen, über
welches das Kältemittelgas aus dem abgedichteten Gehäu
se 2 zur Außenseite des Verdichters 1 abgeführt wird.
Der Oldham-Mechanismus 16 umfaßt einen rechteckigen
Oldham-Drehelementabschnitt 23, der zwischen einem
Drehelementkörper 24 und der Nebenwelle 10 geformt ist.
Der Oldham-Mechanismus 16 weist einen Oldham-Stift 25
und einen Oldham-Ring 26 auf. Der Oldham-Stift 25 ragt
vom Zylinder 5 nach innen und ist am Zylinder 5 befe
stigt. Der Oldham-Ring 26 steht mit dem Oldham-Stift 25
und dem Oldham-Drehelementabschnitt 23 in Gleitein
griff.
Der Oldham-Stift 25 dreht sich mit dem Zylinder 5 mit.
Der Oldham-Drehelementabschnitt 23 bildet einen Teil
des Drehelements 6 und dreht sich gemeinsam mit der
Hauptwelle 9, der Nebenwelle 10 und dem Drehelementkör
per 24. Bei der Relativdrehung von Zylinder 5 und Dreh
element 6 führt der Oldham-Ring 26 eine Hin- und Herbewe
gung in zwei (zueinander) orthogonalen Richtungen (X- und Y-Richtungen)
aus.
Im abgedichteten Gehäuse 2 ist ein Öl-Sumpf 27 ausgebil
det, der ein Schmiermittel 28 aufnimmt. Da das Hoch
druck-Kältemittelgas das (abgedichtete) Gehäuse 2
füllt, wird der Druck des Kältemittelgases auf das
Schmiermittel 28. Ein Teil des Schmiermittels 28 wird
dabei in eine im Nebenlager 8 ausgebildete Schmiermit
telstrecke oder -leitung 29 eingesaugt bzw. eingetrie
ben. Das Schmiermittel 28 strömt dann über eine nicht
dargestellte, im Drehelement 6 ausgebildete Schmiermit
telzufuhrstrecke oder -leitung in den Zylinder 5.
Das Schmiermittel 28 wird den Gleitberührungsabschnit
ten im Zylinder 5 (z. B. den Bereichen zwischen Drehele
ment 6 und Flügelsteg 12, zwischen dem Zylinder 5 und
dem Flügelsteg 12, zwischen dem Zylinder 5 und den Lagern 7 und 8,
zwischen dem Hauptlager 7 und der Hauptwelle 9 und zwischen dem Nebenlager
8 und der Nebenwelle 10 sowie dem Oldham-Mechanismus (16) zugespeist,
um damit diese Gleitabschnitte zu schmieren.
Beim oben beschriebenen Fluidverdichter 1 ist es schwie
rig, das Schmiermittel dem Oldham-Mechanismus 16 zuzu
führen. Infolgedessen kann im Oldham-Mechanismus 16 ein
Schmiermittelmangel auftreten, so daß die betreffenden
Teile einem frühzeitigen Verschleiß unterworfen sind.
Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines
Fluidverdichters, bei dem die Schmiereigenschaften oder
-leistungen für einen Oldham-Mechanismus verbessert
sind und dessen Verschleiß durch Zuspeisung einer aus
reichenden Schmiermittelmenge zu ihm herabgesetzt ist.
Gegenstand der Erfindung ist ein Fluidverdichter, der
gekennzeichnet ist durch einen Zylinder,
ein im Zylinder exzentrisch oder außermittig angeordne tes Drehelement, das in einer Außenfläche desselben mit einer schraubenförmigen Nut oder Wendelnut mit sich all mählich verkleinernder Steigung versehen ist,
einen in die Wendelnut in diese einziehbar eingesetzten schraubenförmigen Flügelsteg mit einem ansaugseitigen Endabschnitt und einem austragseitigen Endabschnitt,
mehrere im Zylinder gebildete, durch den Flügelsteg un terteilte Arbeitskammern mit sich fortlaufend verklei nerndem Volumen, welche die Einführung eines vorgesehe nen Fluids in sie zulassen,
einen Oldham-Mechanismus zum Koppeln des Zylinders und des Drehelements miteinander und zum Drehen des Zylin ders und des Drehelements relativ zueinander, wobei der Oldham-Mechanismus einen am Drehelement angeordneten Oldham-Drehelementabschnitt mit parallelen Gleitberüh rungsflächen aufweist,
ein in den Zylinder eingespeistes und bei der Drehung des Zylinders gegen eine Innenfläche desselben gedräng tes (geschleudertes) Schmiermittel sowie
einen im Zylinder angeordneten Schmiermittelhalter mit einer Förder- oder Austragbohrung zum Führen des in den Zylinder eingespeisten Fluids aus dem Zylinder heraus, wobei der Schmiermittelhalter zur Regelung einer Schicht-Dicke des Schmiermittels in den Zylinder hinein vorsteht,
wobei die Vorstandsgröße h des Schmiermittelhalters in den Zylinder so eingestellt ist, daß sie folgender Be dingung genügt:
ein im Zylinder exzentrisch oder außermittig angeordne tes Drehelement, das in einer Außenfläche desselben mit einer schraubenförmigen Nut oder Wendelnut mit sich all mählich verkleinernder Steigung versehen ist,
einen in die Wendelnut in diese einziehbar eingesetzten schraubenförmigen Flügelsteg mit einem ansaugseitigen Endabschnitt und einem austragseitigen Endabschnitt,
mehrere im Zylinder gebildete, durch den Flügelsteg un terteilte Arbeitskammern mit sich fortlaufend verklei nerndem Volumen, welche die Einführung eines vorgesehe nen Fluids in sie zulassen,
einen Oldham-Mechanismus zum Koppeln des Zylinders und des Drehelements miteinander und zum Drehen des Zylin ders und des Drehelements relativ zueinander, wobei der Oldham-Mechanismus einen am Drehelement angeordneten Oldham-Drehelementabschnitt mit parallelen Gleitberüh rungsflächen aufweist,
ein in den Zylinder eingespeistes und bei der Drehung des Zylinders gegen eine Innenfläche desselben gedräng tes (geschleudertes) Schmiermittel sowie
einen im Zylinder angeordneten Schmiermittelhalter mit einer Förder- oder Austragbohrung zum Führen des in den Zylinder eingespeisten Fluids aus dem Zylinder heraus, wobei der Schmiermittelhalter zur Regelung einer Schicht-Dicke des Schmiermittels in den Zylinder hinein vorsteht,
wobei die Vorstandsgröße h des Schmiermittelhalters in den Zylinder so eingestellt ist, daß sie folgender Be dingung genügt:
h < d/2-(H/2-e),
worin bedeuten: d= Innendurchmesser des Zylinders; H =
Abstand zwischen den Gleitberührungsflächen des
Oldham-Drehelementabschnitts; und e = Exzentrizität des
Drehelements.
Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Er
findung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der
Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine im Schnitt gehaltene Seitenansicht eines
Fluidverdichters gemäß einer ersten Ausführungs
form der Erfindung,
Fig. 2 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Darstel
lung eines Hauptteils des Fluidverdichters nach
Fig. 1,
Fig. 3 eine auseinandergezogene perspektivische Dar
stellung eines Oldham-Mechanismus,
Fig. 4 eine im Schnitt gehaltene Seitenansicht eines
Hauptteils einer zweiten Ausführungsform der Er
findung,
Fig. 5 eine auseinandergezogene perspektivische Dar
stellung des Oldham-Mechanismus bei einem Fluid
verdichter gemäß einer dritten Ausführungsform
der Erfindung,
Fig. 6 eine perspektivische Darstellung eines Oldham-Rings
bei der dritten Ausführungsform der Erfin
dung,
Fig. 7 eine Vorderansicht des Oldham-Mechanismus bei
der dritten Ausführungsform,
Fig. 8 eine Darstellung zur Erläuterung der Funktion
des Oldham-Mechanismus bei der dritten Ausfüh
rungsform,
Fig. 9 eine im Schnitt gehaltene Seitenansicht eines
Fluidverdichters gemäß einer vierten Ausfüh
rungsform der Erfindung,
Fig. 10 eine im Schnitt gehaltene (Teil-)Seitenansicht
eines Hauptteils einer fünften Ausführungsform
der Erfindung,
Fig. 11 eine im Schnitt gehaltene (Teil-)Seitenansicht
eines Hauptteils einer sechsten Ausführungsform
der Erfindung,
Fig. 12 eine im Schnitt gehaltene Seitenansicht eines
Fluidverdichters gemäß einer siebten Ausfüh
rungsform der Erfindung und
Fig. 13 eine im Schnitt gehaltene Seitenansicht eines
herkömmlichen Fluidverdichters.
Fig. 13 ist eingangs bereits erläutert worden.
Fig. 1 veranschaulicht einen Fluidverdichter (im folgen
den einfach als Verdichter bezeichnet) 31 gemäß der
ersten Ausführungsform der Erfindung. Der Verdichter 31
umfaßt ein abgedichtetes (gekapseltes) Gehäuse 32, ein
Motorelement 33 und ein Verdichterelement 34. Die
Axial- oder Achsrichtung des (abgedichteten) Gehäuses
32 liegt waagerecht. Die beiden axialen Endabschnitte
des Gehäuses 32 sind abgedichtet. Das Motorelement 33
und das Verdichterelement 34 sind im Gehäuse 32 unterge
bracht.
Das Verdichterelement 34 weist einen Hohlzylinder 35
auf. Das Motorelement 33 ist durch einen Stator 37 und
einen Rotor 36 gebildet, von denen letzterer koaxial
auf die Außenfläche des Zylinders 35 aufgesetzt ist.
Der Stator 37 ist in das (abgedichtete) Gehäuse 32 (mit
Passung) eingesetzt. Der Rotor 36 liegt innerhalb des
Stators 37.
Der eine axiale Endabschnitt des Zylinders 35 ist
offen, wobei ein Hauptlager 38 mit zweckmäßig losem
Sitz unter Aufrechterhaltung der Luftdichtigkeit in
diesen Endabschnitt eingesetzt ist. Das Hauptlager 38
ist dabei an der Innenfläche des Gehäuses 2 befestigt.
Der andere axiale Endabschnitt des Zylinders 35 ist
ebenfalls offen, wobei ein Nebenlager 39 mit zweckmäßig
losem Sitz unter Aufrechterhaltung der Luftdichtigkeit
in diesen Endabschnitt eingesetzt ist.
Dies bedeutet, daß die beiden Endabschnitte des Zylin
ders 35 jeweils durch Hauptlager 38 und Nebenlager 39
abgedichtet sind, wobei der Zylinder 35 in den Lagern
38 und 39 drehbar gelagert ist. Vom Zylinder 35 ist ein
säulenförmiges Drehelement 40 aufgenommen, dessen
Axial- oder Achsrichtung parallel zur Axial- bzw. Achs
richtung des Zylinders 35 liegt.
Eine Zentralachse A des Drehelements 40 ist gegenüber
einer Zentralachse B des Zylinders 35 um eine Strecke e
so versetzt, daß ein Teil der Außenfläche des Drehele
ments 40 mit der Innenfläche des Zylinders 35 längs der
Axialrichtung desselben in Berührung steht. Da der
Querschnitt gemäß Fig. 1 den Gleitberührungsabschnitt
zwischen dem Zylinder 35 und dem Drehelement 40 nicht
schneidet, ist der Gleitberührungsabschnitt (zwischen
diesen Teilen) nicht sichtbar.
An den axialen Endabschnitten des Drehelements 40 sind
eine Hauptwelle 40a und eine Nebenwelle 40b angeformt.
Die Wellen 40a und 40b weisen jeweils einen kleineren
Durchmesser als ein Drehelementkörper 40c auf. Das
Hauptlager 38 ist mit einer Drehlagerbohrung 38a verse
hen, in welche die Hauptwelle 40a des Drehelements 40
eingesetzt ist. Auf ähnliche Weise weist das Nebenlager
39 eine Drehlagerbohrung 39a auf, in welche die Neben
welle 40b des Drehelements 40 eingesetzt ist. Das Dreh
element 40 ist durch die beiden Lager 38 und 39 drehbar
gelagert.
Gemäß den Fig. 1 bis 3 ist im Zylinder 35 ein Oldham-Me
chanismus 41 angeordnet, der an einem Endabschnitt des
Drehelements 40 vorgesehen ist und aus einem Oldham-Dreh
elementabschnitt 42, einem Oldham-Ringaufnehmer 43
und einem Oldham-Ring 44 besteht. Der Oldham-Drehele
mentabschnitt 42 ist anschließend an die Nebenwelle 40b
und den Drehelementkörper 40c des Drehelements 40 ange
formt und befindet sich zwischen der Nebenwelle 40 und
dem Drehelementkörper 40c. Der Oldham-Drehelementab
schnitt 42′ bildet einen Teil des Drehelements 40.
Der Oldham-Drehelementabschnitt 42 ist mit einer recht
eckigen Parallelpipedon- bzw. Quaderform ausgebildet.
Die Vertikal- und Querabmessungen dieses Abschnitts 42
sind jeweils auf eine Größe a eingestellt. Die Paral
lelität zwischen parallelen Flächen 45 und zwischen
parallelen Flächen 46 des Oldham-Drehelementabschnitts
42 ist genau eingestellt.
Von den beiden parallelen Flächenpaaren 45 und 46 wird
das eine parallele Flächenpaar 45 im folgenden als
Gleitberührungsflächen bezeichnet werden.
Der Oldham-Ringaufnehmer 43 weist eine scheibenartige
Gestalt und einen Außendurchmesser, der dem Innendurch
messer des Zylinders 35 nahezu gleich ist, auf. Im Zen
trum dieses Ringaufnehmers 43 ist ein rechteckiger Leit
schlitz 43a ausgebildet, der zu einem Teil der Umfangs
fläche des Oldham-Ringaufnehmers 43 hin offen ist. Die
Breite (Vertikalmaß gemäß Fig. 3) des Leitschlitzes 43a
ist auf eine Größe b eingestellt. Die Größe b ist
größer als die Länge a einer Seite des Oldham-Drehele
mentabschnitts 42.
An einer Platten- oder Planfläche 47 des Oldham-Ringauf
nehmers 43 sind Vorsprünge 43b angeformt. Die Vorsprün
ge 43b besitzen jeweils einen rechteckigen Querschnitt
und erstrecken sich längs der Radialrichtung des
Oldham-Ringaufnehmers 43, so daß sie zu beiden Seiten
des Leitschlitzes 43a liegen. Ein Abschnitt zwischen
den Vorsprüngen 43b ist abgetragen, so daß die Vorsprün
ge 43b auf beiden Seiten des Leitschlitzes 43a in Rich
tung von dessen Breite liegen.
Der Oldham-Ring 44 besitzt eine scheibenförmige Gestalt
mit einer zweckmäßigen Dicke. Der Durchmesser dieses
Rings 44 entspricht nahezu dem Außendurchmesser des
Drehelementkörpers 40c. Im Zentrum des Oldham-Rings 44
ist ein rechteckiger ausgesparter Eingreifabschnitt 44a
ausgebildet, der zu einem Teil der Umfangsfläche des
Oldham-Rings 44 hin offen ist. Die offene Breite (Verti
kalmaß gemäß Fig. 3) dieses Eingreifabschnitts 44a ist
mit der Größe a gewählt.
In der anderen Platten- oder Planfläche des Oldham-Rings 44
sind Nuten 44b ausgebildet, die längs der Ra
dialrichtung des ausgesparten Eingreifabschnitts 44a
verlaufen und den Eingreifabschnitt 44a zwischen sich
einschließen. Die Nuten 44b befinden sich auf beiden
Seiten des ausgesparten Eingreifabschnitts 44a in Rich
tung von dessen Breite.
Der Oldham-Ring 44 und der -Ringaufnehmer 43 sind oder
werden am Oldham-Drehelementabschnitt 42 angebracht,
worauf letzterer in den Leitschlitz 43a und den ausge
sparten Eingreifabschnitt 44a eingesetzt wird. Der
Oldham-Ring 44 und der -Ringaufnehmer 43 werden durch
den Leitschlitz 43a und den ausgesparten Eingreifab
schnitt 44a am Oldham-Drehelementabschnitt 42 ange
bracht bzw. mit diesem verbunden.
Der Oldham-Ringaufnehmer 43 ist an der Innenfläche des
Zylinders 35 befestigt. Außerdem sind oder werden die
Vorsprünge 43b des Oldham-Ringaufnehmers 43 in die
Nuten 44b des Oldham-Rings 44 eingesetzt. Dieser Ring
44 verschiebt sich längs der Vorsprünge 43b (in lotrech
ter Richtung gemäß Fig. 3), während er durch den
Oldham-Ringaufnehmer 43 verriegelt ist.
Am ausgesparten Eingreifabschnitt 44a des Oldham-Rings
44 sind zwei parallele Flächen 49 angeformt. Da die
offene Breite a des Eingreifabschnitts 44a der Länge
einer Seite des Oldham-Drehelementabschnitts 42 gleich
ist, kommen die parallelen Flächen 49 mit den Gleitbe
rührungsflächen 45 des Oldham-Drehelementabschnitts 42
in Berührung. Der Oldham-Ring 44 erlaubt eine Bewegung
oder Verschiebung des Oldham-Drehelementabschnitts 42
in der Längsrichtung (Querrichtung gemäß Fig. 3) des
Eingreifabschnitts 44a. Dabei verschieben sich die
parallelen Flächen 49 mit einer Gleitbewegung auf den
Gleitberührungsflächen 45 hin- und hergehend.
Gemäß Fig. 1 dient der Oldham-Mechanismus 41 zum Verbin
den des Zylinders 35 mit dem Drehelement 40 und zum
Übertragen der Dreh(antriebs)kraft des Zylinders 35 auf
das Drehelement 40 bei rotierendem Zylinder 35. Der Zy
linder 35 und das Drehelement 40 werden über den
Oldham-Mechanismus 41 relativ zueinander in Drehung ver
setzt.
In der Außenfläche des Drehelements 40 ist eine schrau
benförmige Nut bzw. Wendelnut 50 ausgebildet, deren
Steigung sich von der Seite der Hauptwelle 40a zur
Seite der Nebenwelle 40b des Drehelements 40 allmählich
bzw. fortlaufend verkleinert.
In die Wendelnut 50 ist ein schrauben- oder wendelförmi
ger Flügelsteg 51 eingepaßt. Die Dicke des Flügelstegs
51 ist so gewählt, daß sie nahezu der Breite der Wendel
nut 50 gleich ist. Jeder Abschnitt des Flügelstegs 51
kann unter Gleitbewegung an der Innenfläche der Wendel
nut 50 in Radialrichtung des Drehelements 40 aus der
Wendelnut 50 austreten bzw. in sie eintreten. Darüber
hinaus gleitet die Kante (d. h. Außenumfangsfläche) des
Flügelstegs 51 mit inniger Anlageberührung auf der In
nenfläche des Zylinders 35.
Der Raum zwischen der Innenfläche des Zylinders 35 und
der Außenfläche des Drehelements 40 ist durch den Flü
gelsteg 51 in einzelne Bereiche unterteilt. Im Zylinder
35 sind damit mehrere Arbeitskammern 52 festgelegt. Da
sich die Steigung der Wendelnut 50 allmählich oder
fortlaufend ändert, verkleinern sich die Volumina der
Arbeitskammern 52 von der Seite der Hauptwelle 40a zur
Seite der Nebenwelle 40b hin fortlaufend.
Im Hauptlager 38 ist eine Ansaugbohrung 53 ausgebildet,
die parallel zur Drehlagerbohrung 38a verläuft und sich
in Axialrichtung durch das Hauptlager 38 erstreckt. An
das (abgedichtete) Gehäuse 32 ist ein Ansaugrohr 54 an
geschlossen, das mit dem einen Ende der Ansaugbohrung
53 kommuniziert. Der andere Endabschnitt der Ansaugboh
rung 53 mündet in den Zylinder 35.
An das (abgedichtete) Gehäuse 32 ist auch ein Förder- bzw.
Austragrohr 55 angeschlossen, das in das Gehäuse
32 mündet. Das Austragrohr 55 kommuniziert mit einem
nicht dargestellten Bauteil des Kältemittelkreislaufs.
Im Bodenabschnitt des Gehäuses 32 ist ein Öl-Sumpf 56
vorgesehen, wobei ein Schmiermittel 57 in das Gehäuse
32 eingefüllt und im Sumpf 56 zurückgehalten ist. Im Ne
benlager 39 ist eine Schmiermittelstrecke oder -leitung
58 ausgebildet. Ein Abschnitt des Nebenlagers 39 erstreckt
sich zu einer Stelle unterhalb der Oberfläche des
Schmiermittels 57 und taucht in letzteres ein. Die
Schmiermittelleitung 58 ist an diesem Abschnitt offen.
Die Schmiermittelleitung 58 weist Abschnitte auf, die
sich jeweils in Radial- und Axialrichtung des Nebenla
gers 39 erstrecken, und ist zwischen diesen Abschnitten
abgebogen. Die Schmiermittelleitung 58 steht mit einem
Schmiermittelraum 59 in Verbindung, der in einem Ab
schnitt der Schwenklagerbohrung 38a geformt ist.
Im Drehelement 40 ist außerdem eine nicht dargestellte
Schmiermittelstrecke oder -leitung ausgebildet, über
welche der Schmiermittelraum 59 mit einem vorbestimmten
Abschnitt der Wendelnut 50 in Verbindung steht. Ein
Schmiermittelzufuhrabschnitt 60 ist durch die Schmier
mittelleitungen im Nebenlager 39 und im Drehelement 40
sowie den Schmiermittelraum 59 gebildet.
Im Zylinder 35 ist ein Schmiermittelhalter (lubricant
retainer) 62 angeordnet, der in eine Schmiermittelhal
ter-Einbaubohrung 61 eingebaut ist und sich in der Nähe
des Oldham-Mechanismus 41 befindet. Der Schmiermittel
halter 62 besitzt eine zylindrische Form. Der Schmier
mittelhalter 62 ist mit einer koaxialen Förder- oder
Austragbohrung 63 versehen. Gemäß Fig. 2 weist der
Schmiermittelhalter 62 an seiner Außenfläche einen abge
stuften Abschnitt 64 auf, und er ist über diesen abge
stuften Abschnitt 64 an der Innenfläche des Zylinders
35 festgelegt. Ein vorstehender Abschnitt 65 des
Schmiermittelhalters 62 ragt in den Zylinder 35 hinein.
Die Außenfläche des Schmiermittelhalters 62 verjüngt
sich auf sein distales bzw. inneres Ende hin. Dabei ist
der abgestufte Abschnitt 64 des Schmiermittelhalters 62
ausreichend groß gewählt, um den Schmiermittelhalter 62
zuverlässig festzulegen und eine Lockerung desselben zu
verhindern.
In der Außenfläche des Drehelements 40 ist eine Schmier
mittelhalter-Aufnahmeaussparung 66 ausgebildet, die in
Form eines Kreises geöffnet ist. Der Durchmesser der
Aufnahmeaussparung 66 ist größer als der Außendurchmes
ser des Schmiermittelhalters 62. Die Aufnahmeaussparung
66 steht dem Schmiermittelhalter 62 gegenüber. Sie
nimmt den Schmiermittelhalter 62 in der Weise auf, daß
dessen Berührung mit dem Drehelement 40 verhindert ist.
Darüber hinaus ist die Höhe des vorstehenden Abschnitts
65, d. h. eine Vorstandsgröße h des Schmiermittelhalters
62 so bestimmt, daß sie der folgenden Ungleichung
genügt:
h < d/2-(H/2-e),
darin bedeuten: d = Innendurchmesser des Zylinders 35;
H = Abstand zwischen den Gleitberührungsflächen 45 des
Oldham-Drehelementabschnitts 42 (Länge a der einen
Seite des Oldham-Drehelementabschnitts 42); und e = Ex
zentrizität der Zentralachse A des Drehelements in
Bezug auf die Zentralachse B des Zylinders.
In Fig. 2 ist die Schmiermittelleitung 58 nicht veran
schaulicht.
Im folgenden ist die Arbeitsweise des Verdichters 31
beschrieben.
Wenn dem Motorelement 33 elektrischer Strom zugespeist
wird, wird der Zylinder 35 in Drehung versetzt.
Die Drehkraft des Zylinders 35 wird über den Oldham-Me
chanismus 41 auf das Drehelement 40 übertragen. Infolge
dessen wird das Drehelement 40 in Drehung versetzt, wäh
rend ein Teil seiner Außenfläche mit der Innenfläche
des Zylinders 35 in Berührung gebracht wird bzw. damit
in Berührung steht. Bei der Drehung des Drehelements 40
dreht sich der Flügelsteg 51 mit diesem mit.
Bei der Drehung des Flügelstegs 51 steht dessen Außen
fläche mit der Innenfläche des Zylinders 35 in Berüh
rung. Wenn sich die Außenfläche des Drehelements 40 und
die Innenfläche des Zylinders 35 den Gleitberührungs
abschnitten annähern, wird infolgedessen der Flügelsteg
51 in die Wendelnut hineingedrückt. Wenn sich die Außen
fläche des Drehelements 40 und die Innenfläche des Zy
linders 35 von den Gleitberührungsabschnitten trennen,
tritt andererseits der Flügelsteg 51 aus der Wendelnut
50 aus.
Bei der Relativdrehung des Zylinders 35 und des Drehele
ments 40 wird das Kältemittelgas aus dem Kältemittel
kreislauf über das Ansaugrohr 54 in die Ansaugbohrung
53 eingesaugt. Das Kältemittelgas strömt dabei über die
Ansaugbohrung 53 in den Zylinder 35 hinein. Das Kältemittelgas
wird sodann aufeinanderfolgend von der an der
Ansaugseite befindlichen Arbeitskammer (d. h. einer An
saugkammer 67) zu der an der Austragseite befindlichen
Arbeitskammer (d. h. einer Förder- oder Austragkammer
68) überführt, während es in den Arbeitskammern 52 ein
geschlossen ist. Da sich die Volumina der Arbeitskam
mern 52 fortlaufend verkleinern, wird das Kältemittel
gas während dieser Überführung bzw. Förderung verdich
tet.
Das auf einen vorbestimmten Druck verdichtete Kältemit
telgas wird über die Austragbohrung 63 des Schmiermit
telhalters 62 in den Innenraum des (abgedichteten) Ge
häuses 32 ausgetragen. Das Kältemittelgas füllt sodann
das Gehäuse 32 aus, und das unter hohem Druck stehende
Kältemittelgas wird über das Austragrohr 55 zu einer ex
ternen Kältemittelkreislaufeinheit geführt.
Wenn das abgedichtete Gehäuse 32 mit dem Hochdruck-Käl
temittelgas gefüllt ist, beaufschlagt dessen Druck die
Oberfläche des Schmiermittels 57, so daß ein Teil des
Schmiermittels 57 in die Schmiermittelleitung 58 des Ne
benlagers 39 hineingetrieben wird. Das Schmiermittel 57
strömt sodann in den Schmiermittelzufuhrabschnitt 60,
wobei es mit einer Zentrifugal- bzw. Fliehkraft beauf
schlagt wird, die bei der Drehung des Drehelements 40
entsteht. Anschließend strömt das Schmiermittel 57 über
den Schmiermittelraum 59 und die Schmiermittelstrecke
58 im Drehelement 40 in die Wendelnut 50 hinein.
Das Schmiermittel 57 wird den jeweiligen Gleitberüh
rungsabschnitten im Zylinder 35 zugespeist, um diese zu
schmieren. Die Gleitberührungsabschnitte umfassen bei
spielsweise die Bereiche zwischen dem Drehelement 40
und dem Flügelsteg 51, die Bereiche zwischen dem Flügel
steg 51 und dem Zylinder 35, den Bereich zwischen dem
Zylinder 35 und dem Hauptlager 38, den Bereich zwischen
dem Zylinder 35 und dem Nebenlager 39, die Bereiche zwi
schen den beiden Wellen 40a und 40b des Drehelements 40
und den beiden Lagern 38, 39 sowie den Oldham-Mechanis
mus 41.
Das unter der Fliehkraft, die bei
der Relativdrehung von Zylinder 35 und Drehelement 40
entsteht, in den Zylinder 35 eingeführte Schmiermittel
57 wird gegen die Innenfläche des Zylinders 35 gedrückt
bzw. getrieben. Das Schmiermittel 57 wird sodann zusam
men mit dem verdichteten Kältemittelgas über die Aus
tragbohrung 63 des Schmiermittelhalters 62 aus dem Zy
linder 35 ausgetragen.
Da jedoch der Schmiermittelhalter 62 gemäß Fig. 2 in
den Zylinder 35 hineinragt, wird das Schmiermittel 57
an der Austragseite des Zylinders 35 in einer Menge zu
rückgehalten, welche der Vorstandshöhe h des Schmiermit
telhalters 62 entspricht. Wenn das Schmiermittel 57 das
distale Ende des vorstehenden Abschnitts 65 erreicht
und die Schichtdicke (oder Tiefe) des Schmiermittels 57
die Vorstandsgröße des Schmiermittelhalters 62 über
steigt, wird nur ein Teil des Schmiermittels, welcher
den vorstehenden Abschnitt 65 überströmt, über die Aus
tragbohrung 63 aus dem Zylinder 35 herausgeführt.
Da beim oben beschriebenen Verdichter 31 der Schmiermit
telhalter 62 so im Zylinder 35 angeordnet ist, daß er
in diesen hineinragt, wird das im Zylinder 35 befindli
che Schmiermittel 57 durch den Schmiermittelhalter 62
blockiert. Durch diese Ausgestaltung wird eine augen
blickliche oder unmittelbare Lieferung bzw. Austragung
des Schmiermittels 57 verhindert, so daß das Schmiermit
tel im Zylinder 35 zurückgehalten werden kann. Infolge
dessen kann eine ausreichende Menge an Schmiermittel 57
im Zylinder 35 sichergestellt sein.
Da darüber hinaus die Vorstandsgröße des Schmiermittel
halters 62 (die Höhe des vorstehenden Abschnitts 65) h
größer als d/2-(H/2-e) eingestellt ist, kann im Zy
linder 35 stets eine ausreichende Menge an Schmiermit
tel 57 sichergestellt sein. Dies bedeutet, daß die
Dicke (einer Schicht) des Schmiermittels 57 durch die
Vorstandsgröße h des Schmiermittelhalters 62 gesteuert
wird, so daß eine der Gleitberührungsflächen 45 des
Oldham-Drehelementabschnitts 42 ständig in das Schmier
mittel 57 eintaucht. Bei der Drehung des Oldham-Drehele
mentabschnitts 42 wird das Schmiermittel 57 zu den be
treffenden Bauelementen des Oldham-Mechanismus 41 gelei
tet.
Das Schmiermittel 57 wird daher ständig dem Oldham-Me
chanismus 41 zugespeist, um diesen ausreichend zu
kühlen und zu schmieren. Auf den Gleitberührungsabschnit
ten des Oldham-Mechanismus 41 werden in zuverlässi
ger Weise Schmiermittelfilme gebildet, wodurch ein Ver
schleiß verhindert wird.
Im folgenden ist ein Fluidverdichter gemäß einer zwei
ten Ausführungsform der Erfindung anhand von Fig. 4
beschrieben. In Fig. 4 ist dabei nur ein Hauptteil
eines Verdichters 71 dargestellt. In Fig. 4 sind den
Teilen von Fig. 1 entsprechende Teile mit den gleichen
Bezugsziffern wie vorher bezeichnet und daher nicht
mehr im einzelnen beschrieben.
Der Verdichter 71 benötigt keinen Schmiermittelhalter
62 gemäß der ersten Ausführungsform. Eine Förder- oder
Austragbohrung 62 als Austragstrecke bzw. -leitung ist
in einem ein Lagerelement bilden Nebenlager 39 ausgebil
det. Die Austragbohrung 72 besitzt einen runden Querschnitt.
Der Durchmesser der Austragbohrung 62 ist über
ihre Gesamtlänge hinweg nahezu gleichbleibend. In Fig.
4 ist der Durchmesser mit ⌀da bezeichnet.
Der Durchmesser da der Austragbohrung 72 kann dabei
nahezu dem Durchmesser der Austragbohrung 63 des oben
beschriebenen Schmiermittelhalters 62 entsprechen.
Die Austragbohrung 72 erstreckt sich parallel zu den
Achsen A und B eines Drehelements 40 und eines Zylin
ders 35. Der eine Endabschnitt der Austragbohrung 72
mündet an einer Stirnfläche des Nebenlagers 39. Weiter
hin ist die Austragbohrung 72 in ihrem Mittelbereich
nahezu unter einem rechten Winkel abgebogen. Das andere
Ende der Austragbohrung 72 mündet an einer Außenfläche
39c eines Flanschabschnitts 39b des Nebenlagers 39.
Dies bedeutet, daß die Austragbohrung 72 einen zu den
beiden Achsen A und B parallel liegenden Abschnitt 73
und einen in Radialrichtung des Flanschabschnitts 39b
verlaufenden Abschnitt 74 aufweist.
Die Position oder Lage des in Axialrichtung verlaufen
den Abschnitts 73 besitzt eine bestimmte Beziehung zur
Lage der Achse B des Zylinders 35. Insbesondere ist die
Lage des in Axialrichtung verlaufenden Abschnitts 73
mit Bezug auf die Achse B des Zylinders 35 bestimmt,
wobei eine Zentralachse C des Abschnitts 73 von der
Achse B des Zylinders 35 getrennt bzw. dazu versetzt
ist. Der Abstand zwischen den Achsen B und C ist mit r
bezeichnet.
Weiterhin ist die Lage eines Einlasses 75 der Austrag
bohrung 72 so bestimmt oder festgelegt, daß sie der fol
genden Ungleichung genügt:
r-da/2 < H/2-e,
darin bedeuten: da = Durchmesser der Austragbohrung 72;
H = Abstand zwischen den Gleitberührungsflächen 45
eines Oldham-Drehelementabschnitts 42 (Länge a einer
Seite dieses Drehelementabschnitts 42); und e = Exzen
trizität der Zentralachse A des Drehelements 40 gegen
über der Zentralachse B des Zylinders 35.
Der Einlaß 75 der Austragbohrung 72 befindet sich zwi
schen der Achse B des Zylinders 35 und einer der Gleit
berührungsflächen 45 des Oldham-Drehelementabschnitts
42.
Es ist darauf hinzuweisen, daß der Oldham-Mechanismus
41 die gleiche Ausgestaltung wie bei der ersten Ausfüh
rungsform aufweist (aber unterschiedliche Abmessungen
aufweisen kann).
Beim oben beschriebenen Verdichter 71 strömt das im Zy
linder 35 verdichtete Kältemittelgas durch die Austrag
bohrung 72, um über einen Auslaß 76 der Austragbohrung
72 aus dem Zylinder 35 herausgeführt zu werden. Dem Zy
linder 35 wird ein (nicht dargestelltes) Schmiermittel
zugespeist. Das Schmiermittel wird zusammen mit dem Käl
temittelgas über die Austragbohrung 72 aus dem Zylinder
35 ausgetragen. Dabei kann das Schmiermittel mit Hilfe
verschiedener an sich bekannter Einrichtungen zuge
speist werden.
Da die Position oder Lage der Öffnung der Austragboh
rung 72 so festgelegt ist, daß sie der Bedingung
r-da/2 < H/2-e genügt, befindet sich eine der Gleit
berührungsflächen 45 des Oldham-Drehelementabschnitts
42 stets unterhalb des Schmiermittelspiegels. Das
Schmiermittel wird somit bei der Drehung des Oldham-Dre
helementabschnitts 42 ständig dem gesamten Oldham-Mecha
nismus 41 zugespeist, so daß letzterer ausreichend ge
kühlt und geschmiert werden kann. Auf den Gleitberüh
rungsabschnitten des Oldham-Mechanismus 41 werden dabei
in zuverlässiger Weise Schmiermittelfilme erzeugt, wo
durch ein Verschleiß vermieden wird.
Die Fig. 5 bis 8 veranschaulichen einen in einem Fluid
verdichter gemäß einer dritten Ausführungsform der Er
findung vorgesehenen Oldham-Mechanismus 81, der einen
Oldham-Ringaufnehmer 82, einen Oldham-Ring 83 und einen
Oldham-Drehelementabschnitt 84 umfaßt. Von diesen Bau
elementen ist der genannte Drehelementabschnitt 84
fortlaufend mit einem Nebenlager 85b und einem Drehele
mentkörper 85c eines Drehelements 85 und zwischen
diesen Teilen ausgebildet. Der genannte Drehelemen
tabschnitt 84 bildet einen Teil des Drehelements 85.
Der Oldham-Ringaufnehmer 82 besitzt eine runde Ring
form. Sein Außendurchmesser entspricht nahezu dem Innen
durchmesser des Zylinders 35. Der Oldham-Ringaufnehmer
82 ist mit Hilfe von Schrauben oder dergleichen (nicht
dargestellt) am Zylinder 35 befestigt, so daß er sich
mit letzterem mitdreht. An einer Platten- oder Planflä
che 86 des Oldham-Ringaufnehmers 82 sind Vorsprünge 87
angeformt, die um 180° voneinander entfernt sind und
über die gesamte Weite des Oldham-Ringaufnehmers 82
verlaufen.
Gemäß den Fig. 5 und 6 sind in der einen Platten- oder
Planfläche 88 des Oldham-Rings 83 erste Eingreifnuten
89 ausgebildet, die über die gesamte Weite des Oldham-Rings 83
verlaufen. Die Vorsprünge 87 des Oldham-Ring
aufnehmers 82 sind oder werden so in die ersten Ein
greifnuten 89 eingesetzt, daß der Oldham-Ring 83 auf
dem -Ringaufnehmer 82 zu gleiten vermag. Der Innendurch
messer des Oldham-Rings 83 ist größer gewählt als der
Durchmesser des Nebenlagers 85b, so daß der Oldham-Ring
83 das Nebenlager 85b des Drehelements 85 nicht behin
dert. Außerdem ist der Außendurchmesser des Oldham-Rings 83
so festgelegt, daß er nahezu dem Außendurchmes
ser des Drehelements 85 gleich ist.
In der anderen Platten- oder Planfläche 90 des
Oldham-Rings 83 sind zweite Eingreifnuten 91 ausgebil
det, die in einer Richtung senkrecht zu den ersten Ein
greifnuten 89 verlaufen. Der Oldham-Drehelementabschnitt
84 ist in die zweiten Eingreifnuten 91 so einge
setzt, daß er auf dem Oldham-Ring 83 zu gleiten vermag.
Der Oldham-Drehelementabschnitt 84 weist zwei parallele
Gleitberührungsflächen 92 auf, deren gegenseitiger Ab
stand so gewählt ist, daß er dem Durchmesser des Neben
lagers 85b gleich oder geringfügig größer ist als die
ser. Beispielsweise sind diese Gleitberührungsflächen
92 durch schräges Abdrehen des Drehelements 85 geformt.
Der Oldham-Drehelementabschnitt 84 erstreckt sich über
die gesamte Länge des Drehelements in Radialrichtung.
Beim Fluidverdichter mit dem Oldham-Mechanismus 81 des
oben beschriebenen Aufbaus wird die Dreh(antriebs)kraft
des Zylinders 35 über den Oldham-Mechanismus 81 auf das
Drehelement 85 übertragen.
Da der Oldham-Drehelementabschnitt 84 parallele Gleitbe
rührungsflächen 92 aufweist und sich über die gesamte
Länge des Drehelements 85 in Radialrichtung erstreckt,
ist ein Radius R eines Drehmoments T groß. Infolgedes
sen ist ein auf den Oldham-Drehelementabschnitt 84 ein
wirkender Flächendruck F klein, wodurch ein möglicher
Verschleiß verringert wird.
Wenn der Zylinder 35 und das Drehelement 85 in Drehung
versetzt werden, wird das in den Zylinder 35 eingespei
ste Schmiermittel durch die Zentrifugal- oder Flieh
kraft gegen die Innenfläche des Zylinders 35 gedrückt.
Da die Außenfläche des Drehelements 85 mit der Innenflä
che des Zylinders 35 in Berührung steht und sich der
Oldham-Drehelementabschnitt 84 über die gesamte radiale
Länge des Drehelements 85 erstreckt, taucht zumindest
ein Teil der Gleitberührungsflächen 92 ständig in das
Schmiermittel ein. Infolgedessen wird das im Zylinder
35 befindliche Schmiermittel ständig den Gleitberüh
rungsflächen 92 zugespeist, so daß das Schmiermittel zu
verlässig dem Oldham-Mechanismus 81 zugeführt und eine
lange Schmierungsdauer (bzw. Standzeit) gewährleistet
werden kann.
Der Oldham-Ring 83 verschiebt sich längs der Vorsprünge
87 des Oldham-Ringaufnehmers 82, um sich der Innenflä
che des Zylinders 35 anzunähern. Infolgedessen kann das
Schmiermittel ohne weiteres zwischen die ersten Ein
greifnuten 89 des Oldham-Rings 83 und die Vorsprünge 87
des Oldham-Ringaufnehmers 82 zugeführt werden.
Aus den angegebenen Gründen wird ständig eine ausrei
chende Schmiermittelmenge dem Oldham-Mechanismus 81 zu
geführt, so daß auch nach einer langen Betriebsdauer
des Verdichters der Verschleiß reduziert ist.
Fig. 9 veranschaulicht eine vierte Ausführungsform der
Erfindung. In Fig. 9 ist mit 101 ein Fluidverdichter
(im folgenden einfach als Verdichter bezeichnet) be
zeichnet.
Der Verdichter 101 enthält in einem abgedichteten oder
gekapselten Gehäuse 102 einen Verdichtermechanismus 103
und einen Motor 104. Der Motor 104 besteht dabei aus
einem ringförmigen Stator 105 und einem ringförmigen
Rotor 106. Der Stator 105 umfaßt einen Kern 197 und
eine Wicklung 198. Der Stator 105 ist an der Innenwand
des abgedichteten Gehäuses 102 befestigt. Der Rotor 106
ist innerhalb des Stators 105 angeordnet.
Im Verdichtermechanismus 103 ist ein Drehelement 109 in
einem Zylinder 110 so exzentrisch angeordnet, daß ein
Teil der Außenfläche des Drehelements 109 mit der In
nenfläche des Zylinders 110 in Berührung steht. In der
Außenfläche des Drehelements 109 ist eine schraubenför
mige Nut bzw. Wendelnut 111 ausgebildet, deren Steigung
sich vom einen Ende der Wendelnut 111 zum anderen fort
laufend verringert. In die Wendelnut 111 ist ein schrau
benförmiger oder wendelförmiger Flügelsteg 112 einge
paßt.
Die Kante bzw. Außenfläche des Flügelstegs 112 steht
mit der Innenfläche des Zylinders 110 in Berührung, so
daß der Raum zwischen dem Zylinder 110 und dem Drehele
ment 109 in eine Anzahl von Bereichen unterteilt ist.
Dabei sind im Zylinder 110 Arbeitskammern 113 festge
legt. Die Volumina dieser Arbeitskammern 113 nehmen
fortlaufend von der Seite des einen Endes zur Seite des
anderen Endes ab, d. h. von der Ansaugseite zur Austrag
seite des Zylinders 110.
In die beiden axialen Endabschnitte des Zylinders 110
sind ein Hauptlager 114 und ein Nebenlager 115 einge
setzt. In das Hauptlager 114 und das Nebenlager 115
sind jeweils eine Hauptwelle 116 bzw. eine Nebenwelle
117 eingesetzt. Das Hauptlager 114 ist an der Innenwand
des abgedichteten Gehäuses 102 befestigt. Der Zylinder
110 und das Drehelement 109 sind durch das Hauptlager
114 gelagert.
Am Hauptlager 114 ist ein Flanschabschnitt 118 ange
formt, der außerhalb des Zylinders 110 freiliegt. Wei
terhin sind im Hauptlager 114 eine Bohrung 119, eine An
saugstrecke oder -leitung 120 und eine Schmiermittel
strecke oder -leitung 121 ausgebildet. Die Hauptwelle
116 des Drehelements 109 ist in die Bohrung 119 einge
setzt. Die Ansaugstrecke 120 liegt außerhalb der Boh
rung 119 und verläuft nahezu parallel zur Axialrichtung
des Hauptlagers 114.
Die Schmiermittelleitung 121 besitzt eine L-Form. Dies
bedeutet, daß die Schmiermittelleitung 121 einen längs
der Achse des Hauptlagers 114 verlaufenden Abschnitt
und einen in Radialrichtung des Hauptlagers 114 verlau
fenden Abschnitt aufweist. Die Schmiermittelleitung 121
mündet (einerseits) an der Sohle der Bohrung 119 und
(andererseits) an der Umfangsfläche des Flanschab
schnitts 118, so daß die Bohrung 119 mit der Außenseite
des Hauptlagers 114 kommuniziert. Ein Teil des Flansch
abschnitts 118 befindet sich unterhalb des Flüssigkeits
spiegels eines Schmiermittels 122, das vom abgedichte
ten Gehäuse 102 (in einer Vorratsmenge) aufgenommen
ist. Ein Teil des Schmiermittels 122 strömt in die
Schmiermittelleitung 121 ein.
Der Rotor 106 des Motors 104 ist an der Außenfläche des
Zylinders 110 in einer mittleren Position desselben in
der Axialrichtung befestigt. Wenn dem Motor 104 elek
trischer Strom zugespeist wird, drehen sich Rotor 106
und Zylinder 110 gemeinsam. Die Dreh(antriebs)kraft des
Zylinders 110 wird dabei über einen Oldham-Mechanismus
123, der an der Förder- oder Austragseite (der linken
Seite gemäß Fig. 9) des Zylinders 110 vorgesehen ist,
auf das Drehelement 109 übertragen. Infolgedessen
werden der Zylinder 110 und das Drehelement 109 relativ
zueinander und synchron miteinander in Drehung ver
setzt.
Bei der Relativdrehung des Zylinders 110 und des Drehe
lements 109 bewegt sich der Flügelsteg 112 (fortlau
fend) aus der Wendelnut 111 heraus bzw. in diese
hinein, so daß er in Radialrichtung des Drehelements
109 abwechselnd aus der Wendelnut 111 vorsteht und in
diese eintritt. Weiterhin wird ein Kältemittel bzw. Käl
temittelgas als zu verdichtendes Fluid in den Zylinder
110 über ein Ansaugrohr 120a, das an das abgedichtete
Gehäuse 102 angeschlossen ist, und die im Hauptlager 114
ausgebildete Ansaugleitung 120 eingesaugt. Das in den
Zylinder 110 eingesaugte Kältemittel wird in eine An
saugkammer 124 eingeführt, d. h. in die am ansaugseiti
gen Ende befindliche Arbeitskammer 113. Das Kältemittel
wird bei seiner Überführung von der Ansaugkammer 124 zu
einer Austragkammer 125 fortlaufend verdichtet.
Bei dieser Ausführungsform kann als Oldham-Mechanismus
123 beispielsweise der Oldham-Mechanismus 41 oder 81
gemäß der ersten bzw. der zweiten Ausführungsform der
Erfindung verwendet werden.
Bei dem durch den Verdichtermechanismus 103 durchgeführ
ten Verdichtungsvorgang wird das im abgedichteten Gehäu
se 102 auf Vorrat gehaltene Schmiermittel 122 in die
Schmiermittelleitung 121 eingesaugt. Das Schmiermittel
122 wird sodann über die Bohrung 119 im Hauptlager 114
und einen Schmiermittelraum 126 zwischen Hauptlager 114
und Hauptwelle 116 in den Zylinder 110 eingespeist.
Das in den Zylinder 110 eingespeiste Schmiermittel 122
wird unter Vermischung mit z. B. dem Kältemittel zur Aus
tragseite des Zylinders 110 überführt.
Der Verdichter 101 weist weiterhin zwei Flügelstegan
schläge oder -stopper 127 und 128 auf, die jeweils an
Ansaugseite bzw. Austragseite angeordnet sind. Der an
saugseitige Flügelstegstopper 127 besteht aus einem mas
siven, säulenförmigen Element mit einem abgestuften Ab
schnitt auf seiner Oberfläche. Der austragseitige Flü
gelstegstopper 128 besteht aus einem hohlzylindrischen
Element mit einem abgestuften Abschnitt, an seiner Außen
fläche, ähnlich wie beim ansaugseitigen Flügelstegstop
per 127.
Die Flügelstegstopper 127 und 128 sind von der Außensei
te her in den Zylinder 110 eingesetzt. Ihre Achsen ver
laufen in Radialrichtung des Zylinders 110. Die Flügel
stegstopper 127 und 128 sind jeweils unter Benutzung
der abgestuften Abschnitte an ihren Flächen mit dem Zy
linder 110 in Eingriff gebracht.
Der ansaugseitige Flügelstegstopper 127 befindet sich
an der Ansaugseite des Zylinders 110, d. h. an der rech
ten Seite gemäß Fig. 9, so daß er in die Ansaugkammer
124 hineinragt. Weiterhin ist der ansaugseitige Flügel
stegstopper 127 in der Nähe des ansaugseitigen Endab
schnitts des Flügelstegs 112 angeordnet, und er ragt in
einen ansaugseitigen Aussparungsabschnitt 129 im Dreh
element 109 hinein. Der ansaugseitige Flügelstegstopper
127 liegt in Radial- bzw. Axialrichtung innerhalb des Rotors 106
und ist durch den Rotor 106 abgedeckt. Weiterhin wird
der ansaugseitige Flügelstegstopper 127 durch den Rotor
106 an den Zylinder 110 angedrückt.
Der austragseitige Flügelstegstopper 128 ist an der Aus
tragseite, d. h. an der gemäß Fig. 9 linken Seite des
Zylinders 110, so angeordnet, daß er in die Austragkam
mer 125 hineinragt. Außerdem befindet sich der austrag
seitige Flügelstegstopper 128 in der Nähe des austrag
seitigen Endabschnitts des Flügelstegs 112, und er ragt
in einen austragseitigen Aussparungsabschnitt 130 im
Drehelement 109 hinein. Der austragseitige Flügelsteg
stopper 128 liegt in Axialrichtung auswärts vom Rotor
106 und ist von diesem beabstandet. Der austragseitige
Flügelstegstopper 128 läßt die Austragkammer 125 über
eine Austragbohrung 131 als Strecke oder Leitung für
ein zu verdichtendes Fluid mit der Außenseite des Zylin
ders 110 kommunizieren.
Der Flanschabschnitt des austragseitigen Flügelstegstop
pers 128 liegt an der Außenseite des Zylinders 110 frei
und ist im Zylinder 110 verriegelt bzw. gesichert.
Wenn der Flügelsteg 112 bestrebt ist, sich längs der
Wendelnut 111 zur Ansaug- oder Austragseite zu verschie
ben, kommt der betreffende Flügelstegstopper 127 bzw.
128 mit einem Endabschnitt des Flügelstegs 112 in
Anlage, so daß der Flügelsteg 112 angehalten und die
Verschiebung desselben verhindert wird.
Das verdichtete Hochdruck-Kältemittel wird, wie durch
die strichpunktierten Pfeile W in Fig. 9 angedeutet,
über die Austragbohrung 131 des austragseitigen Flügel
stegstoppers 128 aus dem Zylinder 110 abgeführt.
Das Schmiermittel, das die Austragkammer 125 erreicht
hat, strömt zusammen mit dem Kältemittel über die Aus
tragbohrung 131 aus dem Zylinder 110 ab. Das Schmiermit
tel wird sodann vom Kältemittel durch die Fliehkraft ab
getrennt, die bei der Drehung des Zylinders 110 ent
steht, und es wird in Zentrifugalrichtung des Zylinders
110 ausgetragen (weggeschleudert), wie dies durch den
strichpunktierten Pfeil E in Fig. 9 angedeutet ist. Das
Schmiermittel strömt an einer vom Motor 104 beabstande
ten Stelle aus dem Zylinder 110 heraus und kommt mit
der Innenwand des abgedichteten Gehäuses 102 in Berüh
rung, ohne mit einem Wicklungsende 132 des Rotors 106
auf halber Strecke in Berührung zu gelangen. Das abge
dichtete Gehäuse 102 wird dabei durch das Schmiermittel
so abgekühlt, daß seine Temperatur verringert wird.
Da beim Verdichter 101 mit dem beschriebenen Aufbau der
ansaugseitige Flügelstegstopper 127 innerhalb des
Rotors 106 liegt und durch diesen abgedeckt ist, können
die Abdichteigenschaften der Ansaugkammer 124 und des
Zylinders 110 verbessert sein. Infolgedessen kann ein
Gasaustritt um den ansaugseitigen Flügelstegstopper 127
verhindert werden. Da weiterhin der ansaugseitige Flü
gelstegstopper 127 durch den Rotor 106 gegen den Zylin
der 110 angedrückt wird, kann dieser Flügelstegstopper
127 zuverlässig am bzw. im Zylinder 110 festgelegt
sein.
Da weiterhin der austragseitige Flügelstegstopper 128
außerhalb des Rotors 106 liegt und vom Motor 104 beab
standet ist, kann das aus der Austragbohrung 131 aus
strömende Schmiermittel mit dem abgedichteten Gehäuse
102 in Berührung gebracht werden, ohne durch das Wick
lungsende 132 des Rotors 106 blockiert zu werden. Dem
zufolge kann die Kühlleistung für das abgedichtete Ge
häuse 102 verbessert sein. Da darüber hinaus das im abge
dichteten Gehäuse 102 enthaltene Schmiermittel 122 un
mittelbar zu der im Hauptlager 114 ausgebildeten
Schmiermittelleitung 121 geleitet wird, ist keine
Schmiermittelrohrleitung für die Führung des Schmiermit
tels nötig. Hierdurch werden der Zusammenbau des Ver
dichters 101 vereinfacht und die Zahl seiner Bauelemen
te verringert.
Fig. 10 veranschaulicht einen Hauptteil eines Fluidver
dichters 141 gemäß einer fünften Ausführungsform der Er
findung.
Gemäß Fig. 10 ist ein axialer Endabschnitt eines abge
dichteten oder gekapselten Gehäuses 142 offen, und ein
Öffnungsabschnitt eines Gehäusekörpers 142a ist durch
einen Rahmen 143 abgedichtet. Ein Hauptlager 144, als
Lagerelement, ist am Rahmen 143 angebracht. Im Hauptla
ger 144 ist eine Schmiermittelstrecke oder -leitung 145
ausgebildet, die in einem Flanschabschnitt 146 in Ra
dialrichtung verläuft. Die Schmiermittelleitung 145
mündet an der Innenfläche einer Bohrung 147 im Hauptla
ger 44 sowie an der Umfangsfläche des Flanschabschnitts
146.
Bei diesem Verdichter 141 wird ein Schmiermittel 122 un
mittelbar in die Schmiermittelleitung 145 eingeführt
und in einen Zylinder 110 eingespeist.
Dies bedeutet, daß der Verdichter 141 keine Schmiermit
telrohrleitung und keine Bauteile zur Herstellung einer
Abdichtung zwischen der Schmiermittelrohrleitung und
dem Hauptlager 144 benötigt. Demzufolge können die Zahl
der Bauteile verkleinert und die Kosten für den Verdich
ter verringert sein. Da außerdem kein Raum für den
Einbau einer Schmiermittelrohrleitung im Hauptlager 144
vorgesehen zu sein braucht, kann das Axialmaß des Haupt
lagers 144 verkleinert sein.
Fig. 11 veranschaulicht einen Hauptteil eines Fluidver
dichters 151 gemäß einer sechsten Ausführungsform der
Erfindung.
Gemäß Fig. 11 ist ein Gehäusekörper 152a eines abgedich
teten oder gekapselten Gehäuses 152 durch einen Rahmen
153 abgedichtet, in welchem ein Hauptlager 154, als La
gerelement, materialeinheitlich geformt ist. Im Rahmen
153 ist eine L-förmige Schmiermittelstrecke oder -lei
tung 155 ausgebildet, die an der Innenfläche einer Boh
rung 156 im Hauptlager 154 sowie an einer flachen Innen
wand 157 des Rahmens 153 mündet.
Ähnlich wie bei der vierten Ausführungsform wird bei
diesem Verdichter 151 ein Schmiermittel 122 unmittelbar
in die Schmiermittelleitung 155 eingeführt und in einen
Zylinder 110 eingespeist.
Eine siebte Ausführungsform der Erfindung ist im folgen
den anhand von Fig. 12 erläutert. Dabei sind den Teilen
der vierten Ausführungsform entsprechende Teile mit den
gleichen Bezugsziffern wie vorher bezeichnet und nicht
mehr im einzelnen erläutert.
Fig. 12 veranschaulicht die siebte Ausführungsform der
Erfindung im einzelnen. In Fig. 12 ist mit 161 ein
Fluidverdichter (im folgenden als Verdichter bezeich
net) bezeichnet. Bei diesem Verdichter 161 sind zwei
schraubenförmige Flügelstege 163 und 164 in ein Drehele
ment 162 eingesetzt, in welchem schraubenförmige Nuten
bzw. Wendelnuten 165 und 166 ausgebildet sind. Die Stei
gung der einzelnen Wendelnuten 165 und 166 verändert
sich fortlaufend. Die Flügelstege 163 und 164 sind in
die Wendelnuten 165 bzw. 166 eingesetzt. Die Flügelste
ge 163 und 164 erstrecken sich jeweils von einem Mittel
abschnitt in Axialrichtung zu den betreffenden Endab
schnitten des Drehelements 162.
Die Steigungen der Flügelstege 163 und 164 nehmen mit
zunehmender Entfernung vom Mittelabschnitt zu den be
treffenden Endabschnitten des Drehelements 162 fort
laufend ab. Dabei stehen die Kanten bzw. Außenflächen
der Flügelstege 163 und 164 mit der Innenfläche eines
Zylinders 110 in Berührung. Der Raum zwischen dem Zylin
der 110 und dem Drehelement 162 ist durch die Flügelste
ge 163 und 164 in mehrere Bereiche unterteilt. Im Zylin
der 110 sind (dadurch) zwei Kombinationen von Arbeits
kammern 167 und 168 festgelegt. Die Volumina der betref
fenden Kombinationen der Arbeitskammern 167 und 168,
verkleinern sich in Axialrichtung fortlaufend vom Mit
telabschnitt zu den betreffenden Endabschnitten des Zy
linders 110.
Im Drehelement 162 ist eine Gaszufuhr-Ansaugleitung 169
ausgebildet, die einen längs der Achse des Drehelements
162 verlaufenden Abschnitt sowie einen in Radialrich
tung des Drehelements 162 verlaufenden Abschnitt auf
weist und an einer Stirnfläche sowie einer Außenfläche
des Drehelements 162 offen ist bzw. mündet. Die Gaszu
fuhr-Ansaugleitung 169 stellt eine Verbindung zwischen
einer Ansaugkammer 170, die in Axialrichtung in einem
Mittelabschnitt des Zylinders 110 angeordnet ist, und
einer Bohrung 172 in einem Hauptlager 171 her.
An einem axialen Mittelabschnitt des Zylinders 110 ist
ein Rotor 106 eines Motors 104 angebracht. Wenn dem
Motor elektrischer Strom zugespeist wird, drehen sich
Rotor 106 und Zylinder 110 gemeinsam. Die Dreh(an
triebs)kraft des Zylinders 110 wird über einen an der
einen Endseite des Zylinders 110 angeordneten Oldham-Me
chanismus 123 auf das Drehelement 162 übertragen. Infol
gedessen werden Zylinder 110 und Drehelement 162 rela
tiv zueinander und synchron miteinander in Drehung ver
setzt.
Bei der Relativdrehung des Zylinders 110 und des Dreh
elements 162 fahren die Flügelstege 163 und 164 in Ra
dialrichtung des Drehelements 162 jeweils ein und aus.
Dabei wird ein Kältemittel als zu verdichtendes Fluid
über ein an das abgedichtete Gehäuse 102 angeschlosse
nes Ansaugrohr 173, die Bohrung 172 im Hauptlager 171
und die Gaszufuhr-Ansaugleitung 169 in die Ansaugkammer
170 eingeführt. Das in die Ansaugkammer 170 eingeführte
Kältemittel wird dabei in entgegengesetzten Richtungen
zu Austragkammern 174 überführt. Bei seiner Überführung
wird dieses Kältemittel verdichtet.
Weiterhin weist der Verdichter 161 zwei Paare von Flü
gelstegstoppern 175 und 176 an der Ansaug- bzw. der Aus
tragseite auf. Die ansaugseitigen Flügelstegstopper 175
bestehen aus massiven, säulenförmigen Elementen mit ab
gestuften Abschnitten an ihren Außen-Flächen. Die aus
tragseitigen Flügelstegstopper 176 bestehen aus hohlzy
lindrischen Elementen mit abgestuften Abschnitten an
ihren Außenflächen, ähnlich wie bei den ansaugseitigen
Flügelstegstoppern 175.
Die ansaugseitigen Flügelstegstopper 175 befinden sich
an der Ansaugseite, d. h. in einem mittleren Abschnitt,
und ragen in die Ansaugkammer 170 hinein. Die ansaugsei
tigen Flügelstegstopper 175 liegen in der Nähe der an
saugseitigen Endabschnitte der Flügelstege 163 und 164
und ragen in ansaugseitige Aussparungsabschnitte 177 im
Drehelement 162 hinein. Diese Flügelstegstopper 175
liegen in Axialrichtung innerhalb des Rotors 106 des
Motors 104 und sind durch den Rotor abgedeckt.
Die austragseitigen Flügelstegstopper 176 befinden sich
jeweils an der Förder- oder Austragseite, d. h. an den
beiden Endabschnitten des Zylinders 110, und ragen in
die Austragkammern 174 hinein. Die austragseitigen Flü
gelstegstopper 176 sind in der Nähe der austragseitigen
Endabschnitte der Flügelstege 163 und 164 angeordnet
und ragen in austragseitige Aussparungsabschnitte 178
im Drehelement 162 hinein. Diese Flügelstegstopper 176
liegen in Axialrichtung auswärts vom Rotor 106, so daß
sie von diesem beabstandet sind. Die austragseitigen
Flügelstegstopper 176 lassen die Austragkammern 174
über Austragbohrungen 179 als Strecken oder Leitungen
für ein zu verdichtendes Fluid mit der Außenseite des
Zylinders 110 kommunizieren.
Wenn der Flügelsteg 163 (oder 164) bestrebt ist, sich
längs der Wendelnut 165 (oder 166) zur Ansaug- oder Aus
tragseite zu verschieben, hält jedes Paar der Flügel
stegstopper 175 und 176 den Flügelsteg 163 (oder 164)
unter Begrenzung seiner Verschiebung an.
Mit dem diesen Aufbau besitzenden Verdichter 161 lassen
sich die gleichen Wirkungen erzielen, wie sie für die
vierte Ausführungsform beschrieben worden sind. Da bei
jeder der beschriebenen Ausführungsformen ein verdichte
tes Kältemittel vorübergehend in ein abgedichtetes Ge
häuse 102 geliefert oder ausgetragen wird, stellt sich
im Gehäuse 102 ein hoher Druck ein. Die Erfindung ist
jedoch auch auf einen Verdichter anwendbar, bei dem in
einem abgedichteten Gehäuse 102 ein niedriger Druck ein
gestellt ist.
In diesem Fall ist beim Verdichter, der zum Verdichten
eines Kältemittels unter Überführung bzw. Förderung des
selben in der einen Richtung ausgelegt ist, wie dies
bei der vierten Ausführungsform der Fall ist, ein an
saugseitiger Flügelstegstopper durch ein hohles Element
gebildet, während ein austragseitiger Flügelstegstopper
aus einem massiven Element besteht. Darüber hinaus ist
der austragseitige Flügelstegstopper innerhalb eines
Rotors bzw. innerhalb seiner Erstreckung, der ansaugsei
tige Flügelstegstopper außerhalb des Rotors bzw. außer
halb seiner Erstreckung angeordnet.
Bei dem Verdichter zum Verdichten eines Kältemittels
unter Überführung bzw. Förderung desselben in zwei Rich
tungen, wie dies bei der siebten Ausführungsform der
Fall ist, wird weiterhin ein Kältemittel von den beiden
Enden her in Richtung auf den Mittelabschnitt des Zylin
ders zugeführt, wobei die im Mittelabschnitt befindli
chen austragseitigen Flügelstegstopper durch einen
Rotor abgedeckt sind.
Der erfindungsgemäße Fluidverdichter ist nicht auf
einen Kältekreislauf beschränkt, sondern verschiedenen
Änderungen und Abwandlungen zugänglich.
Claims (11)
1. Fluidverdichter, gekennzeichnet durch
einen Zylinder (35),
ein im Zylinder (35) exzentrisch oder außermittig angeordnetes Drehelement (40), das in einer Außen fläche desselben mit einer schraubenförmigen Nut oder Wendelnut (50) mit sich allmählich verkleinern der Steigung versehen ist,
einen in die Wendelnut (50) in diese einziehbar ein gesetzten schraubenförmigen Flügelsteg (51) mit einem ansaugseitigen Endabschnitt und einem austrag seitigen Endabschnitt,
mehrere im Zylinder (35) gebildete, durch den Flü gelsteg (51) unterteilte Arbeitskammern (52) mit sich fortlaufend verkleinerndem Volumen, welche die Einführung eines vorgesehenen Fluids in sie zulas sen,
einen Oldham-Mechanismus (41) zum Koppeln des Zylin ders (35) und des Drehelements (40) miteinander und zum Drehen des Zylinders (35) und des Drehelements (40) relativ zueinander, wobei der Oldham-Mechanis mus (41) einen am Drehelement (40) angeordneten Oldham-Drehelementabschnitt (42) mit parallelen Gleitberührungsflächen (45) aufweist,
ein in den Zylinder (35) eingespeistes und bei der Drehung des Zylinders (35) gegen eine Innenfläche desselben gedrängtes (geschleudertes) Schmiermittel (57) sowie
einen im Zylinder (35) angeordneten Schmiermittel halter (62) mit einer Förder- oder Austragbohrung (63) zum Führen des in den Zylinder (35) einge speisten Fluids aus dem Zylinder (35) heraus, wobei der Schmiermittelhalter (62) zur Regelung einer Schicht-Dicke des Schmiermittels (57) in den Zylin der (35) hinein vorsteht,
wobei die Vorstandsgröße h des Schmiermittelhalters (62) in den Zylinder (35) so eingestellt ist, daß sie folgender Bedingung genügt: h < d/2-(H/2-e),worin bedeuten: d= Innendurchmesser des Zylinders (35); H = Abstand zwischen den Gleitberührungsflä chen (45) des Oldham-Drehelementabschnitts (42); und e = Exzentrizität des Drehelements (40).
einen Zylinder (35),
ein im Zylinder (35) exzentrisch oder außermittig angeordnetes Drehelement (40), das in einer Außen fläche desselben mit einer schraubenförmigen Nut oder Wendelnut (50) mit sich allmählich verkleinern der Steigung versehen ist,
einen in die Wendelnut (50) in diese einziehbar ein gesetzten schraubenförmigen Flügelsteg (51) mit einem ansaugseitigen Endabschnitt und einem austrag seitigen Endabschnitt,
mehrere im Zylinder (35) gebildete, durch den Flü gelsteg (51) unterteilte Arbeitskammern (52) mit sich fortlaufend verkleinerndem Volumen, welche die Einführung eines vorgesehenen Fluids in sie zulas sen,
einen Oldham-Mechanismus (41) zum Koppeln des Zylin ders (35) und des Drehelements (40) miteinander und zum Drehen des Zylinders (35) und des Drehelements (40) relativ zueinander, wobei der Oldham-Mechanis mus (41) einen am Drehelement (40) angeordneten Oldham-Drehelementabschnitt (42) mit parallelen Gleitberührungsflächen (45) aufweist,
ein in den Zylinder (35) eingespeistes und bei der Drehung des Zylinders (35) gegen eine Innenfläche desselben gedrängtes (geschleudertes) Schmiermittel (57) sowie
einen im Zylinder (35) angeordneten Schmiermittel halter (62) mit einer Förder- oder Austragbohrung (63) zum Führen des in den Zylinder (35) einge speisten Fluids aus dem Zylinder (35) heraus, wobei der Schmiermittelhalter (62) zur Regelung einer Schicht-Dicke des Schmiermittels (57) in den Zylin der (35) hinein vorsteht,
wobei die Vorstandsgröße h des Schmiermittelhalters (62) in den Zylinder (35) so eingestellt ist, daß sie folgender Bedingung genügt: h < d/2-(H/2-e),worin bedeuten: d= Innendurchmesser des Zylinders (35); H = Abstand zwischen den Gleitberührungsflä chen (45) des Oldham-Drehelementabschnitts (42); und e = Exzentrizität des Drehelements (40).
2. Fluidverdichter, gekennzeichnet durch
einen Zylinder (35),
ein in einen Endabschnitt des Zylinders (35) einge setztes oder eingepaßtes Lagerelement (39),
ein exzentrisch im Zylinder (35) angeordnetes und durch das Lagerelement (39) für Drehung gelagertes Drehelement (40) mit einer in einer Außenfläche des selben geformten, eine sich allmählich verkleinern de Steigung aufweisenden schraubenförmigen Nut oder Wendelnut (50),
einen in die Wendelnut (50) in diese einziehbar eingesetzten schraubenförmigen Flügelsteg (51) mit einem ansaugseitigen Endabschnitt und einem austrag seitigen Endabschnitt,
mehrere im Zylinder (35) gebildete, durch den Flü gelsteg (51) unterteilte Arbeitskammern (52) mit sich fortlaufend verkleinerndem Volumen, welche die Einführung eines vorgesehenen Fluids in sie zulas sen,
einen Oldham-Mechanismus (41) zum Koppeln des Zylin ders (35) und des Drehelements (40) miteinander und zum Drehen des Zylinders (35) und des Drehelements (40) relativ zueinander, wobei der Oldham-Mechanis mus (41) einen am Drehelement (40) angeordneten Oldham-Drehelementabschnitt (42) mit parallelen Gleitberührungsflächen (45) aufweist, sowie
eine im Lagerelement (39) ausgebildete Förder- oder Austragbohrung (72) zum Austragen des Fluids aus dem Zylinder (35) heraus, wobei die Austragbohrung (72) einen Einlaß (75) aufweist, der zu einem Ab schnitt zwischen den Gleitberührungsflächen des Oldham-Drehelementabschnitts (42) und einer Zentral achse (B) des Zylinders (35) hin offen ist bzw. an diesem mündet.
einen Zylinder (35),
ein in einen Endabschnitt des Zylinders (35) einge setztes oder eingepaßtes Lagerelement (39),
ein exzentrisch im Zylinder (35) angeordnetes und durch das Lagerelement (39) für Drehung gelagertes Drehelement (40) mit einer in einer Außenfläche des selben geformten, eine sich allmählich verkleinern de Steigung aufweisenden schraubenförmigen Nut oder Wendelnut (50),
einen in die Wendelnut (50) in diese einziehbar eingesetzten schraubenförmigen Flügelsteg (51) mit einem ansaugseitigen Endabschnitt und einem austrag seitigen Endabschnitt,
mehrere im Zylinder (35) gebildete, durch den Flü gelsteg (51) unterteilte Arbeitskammern (52) mit sich fortlaufend verkleinerndem Volumen, welche die Einführung eines vorgesehenen Fluids in sie zulas sen,
einen Oldham-Mechanismus (41) zum Koppeln des Zylin ders (35) und des Drehelements (40) miteinander und zum Drehen des Zylinders (35) und des Drehelements (40) relativ zueinander, wobei der Oldham-Mechanis mus (41) einen am Drehelement (40) angeordneten Oldham-Drehelementabschnitt (42) mit parallelen Gleitberührungsflächen (45) aufweist, sowie
eine im Lagerelement (39) ausgebildete Förder- oder Austragbohrung (72) zum Austragen des Fluids aus dem Zylinder (35) heraus, wobei die Austragbohrung (72) einen Einlaß (75) aufweist, der zu einem Ab schnitt zwischen den Gleitberührungsflächen des Oldham-Drehelementabschnitts (42) und einer Zentral achse (B) des Zylinders (35) hin offen ist bzw. an diesem mündet.
3. Fluidverdichter, gekennzeichnet durch
einen Zylinder (35),
ein im Zylinder (35) exzentrisch angeordnetes Dreh element (85), das eine in einer Außenfläche dessel ben ausgebildete schraubenförmige Nut oder Wendel nut (50) mit sich allmählich verkleinernder Stei gung aufweist,
einen in die Wendelnut (50) in diese einziehbar eingesetzten schraubenförmigen Flügelsteg (51) mit einem ansaugseitigen Endabschnitt und einem austrag seitigen Endabschnitt,
mehrere im Zylinder (35) gebildete, durch den Flü gelsteg (51) unterteilte Arbeitskammern (52) mit sich fortlaufend verkleinerndem Volumen, welche die Einführung eines vorgesehenen Fluids in sie zulas sen, sowie
einen Oldham-Mechanismus (81) zum Koppeln des Zylin ders (35) und des Drehelements (85) miteinander und zum Drehen des Zylinders (35) und des Drehelements (85) relativ zueinander,
wobei der Oldham-Mechanismus (81) umfaßt:
einen Oldham-Ring (83) mit in zwei Flächen vorgese henen Eingreifnuten (89, 91), die in (zueinander) orthogonalen Richtungen verlaufen,
einen am Zylinder (35) befestigten Oldham-Ringauf nehmer (82) mit Vorsprüngen (87), die verschiebbar mit den Eingreifnuten (89, 91) in der einen Fläche in Eingriff stehen, und einen sich über eine (Ge samt-Länge des Drehelements (85) in einer Radial richtung desselben erstreckenden und verschiebbar mit den Eingreifnuten (89, 91) in der anderen Fläche in Eingriff stehenden Oldham-Drehelementab schnitt (84) mit zwei parallelen Gleitberührungs flächen (92), die an ihm parallel zu einer Achse (A) des Drehelements (85) angeformt sind.
einen Zylinder (35),
ein im Zylinder (35) exzentrisch angeordnetes Dreh element (85), das eine in einer Außenfläche dessel ben ausgebildete schraubenförmige Nut oder Wendel nut (50) mit sich allmählich verkleinernder Stei gung aufweist,
einen in die Wendelnut (50) in diese einziehbar eingesetzten schraubenförmigen Flügelsteg (51) mit einem ansaugseitigen Endabschnitt und einem austrag seitigen Endabschnitt,
mehrere im Zylinder (35) gebildete, durch den Flü gelsteg (51) unterteilte Arbeitskammern (52) mit sich fortlaufend verkleinerndem Volumen, welche die Einführung eines vorgesehenen Fluids in sie zulas sen, sowie
einen Oldham-Mechanismus (81) zum Koppeln des Zylin ders (35) und des Drehelements (85) miteinander und zum Drehen des Zylinders (35) und des Drehelements (85) relativ zueinander,
wobei der Oldham-Mechanismus (81) umfaßt:
einen Oldham-Ring (83) mit in zwei Flächen vorgese henen Eingreifnuten (89, 91), die in (zueinander) orthogonalen Richtungen verlaufen,
einen am Zylinder (35) befestigten Oldham-Ringauf nehmer (82) mit Vorsprüngen (87), die verschiebbar mit den Eingreifnuten (89, 91) in der einen Fläche in Eingriff stehen, und einen sich über eine (Ge samt-Länge des Drehelements (85) in einer Radial richtung desselben erstreckenden und verschiebbar mit den Eingreifnuten (89, 91) in der anderen Fläche in Eingriff stehenden Oldham-Drehelementab schnitt (84) mit zwei parallelen Gleitberührungs flächen (92), die an ihm parallel zu einer Achse (A) des Drehelements (85) angeformt sind.
4. Fluidverdichter nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Oldham-Ring (44) eine C-Form
aufweist.
5. Fluidverdichter nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Oldham-Ring (83) eine runde Form
aufweist.
6. Fluidverdichter, gekennzeichnet durch
einen Zylinder (110),
ein exzentrisch im Zylinder (110) angeordnetes Drehelement (109), das eine in einer Außenfläche desselben ausgebildete schraubenförmige Nut oder Wendelnut (111) mit sich allmählich verkleinernder Steigung aufweist,
einen in die Wendelnut (111) in diese einziehbar eingesetzten schraubenförmigen Flügelsteg (112) mit einem ansaug seitigen Endabschnitt und einem austragseitigen Endabschnitt,
mehrere im Zylinder (110) gebildete, durch den Flügelsteg (112) unterteilte Arbeitskammern (113) mit sich fortlaufend verkleinerndem Volumen, welche die Einführung eines vorgesehenen Fluids in sie zulassen,
einen Motor (104) mit einem Stator (105) und einem Rotor (106), wobei der Rotor an einer Außenfläche des Zylinders (110) befestigt ist und der Motor (104) den Zylinder (110) und das Drehelement (109) relativ zueinander zu drehen vermag, sowie
ansaug- und austragseitige Fluidstegstopper (127, 128), die in den Zylinder (110) hineinragen und mit den ansaug- und austragseitigen Endabschnitten des Flügelstegs (112) in Berührung oder Anlage stehen, wobei einer der Flügelstegstopper eine in ihm ausge bildete Fluidleitung (131) zum Verbinden des Inne ren des Zylinders (110) mit seiner Außenseite zwecks Ermöglichung einer Durchströmung des Fluids aufweist, der Flügelstegstopper mit der Fluidlei tung in einer Axialrichtung des Rotors (106) aus wärts von diesem angeordnet ist und der Flügelsteg stopper ohne Fluidleitung in Axialrichtung des Rotors (106) einwärts von diesem bzw. innerhalb seiner Erstreckung angeordnet ist,
wobei das Fluid bei seiner Überführung oder Förde rung verdichtet wird.
einen Zylinder (110),
ein exzentrisch im Zylinder (110) angeordnetes Drehelement (109), das eine in einer Außenfläche desselben ausgebildete schraubenförmige Nut oder Wendelnut (111) mit sich allmählich verkleinernder Steigung aufweist,
einen in die Wendelnut (111) in diese einziehbar eingesetzten schraubenförmigen Flügelsteg (112) mit einem ansaug seitigen Endabschnitt und einem austragseitigen Endabschnitt,
mehrere im Zylinder (110) gebildete, durch den Flügelsteg (112) unterteilte Arbeitskammern (113) mit sich fortlaufend verkleinerndem Volumen, welche die Einführung eines vorgesehenen Fluids in sie zulassen,
einen Motor (104) mit einem Stator (105) und einem Rotor (106), wobei der Rotor an einer Außenfläche des Zylinders (110) befestigt ist und der Motor (104) den Zylinder (110) und das Drehelement (109) relativ zueinander zu drehen vermag, sowie
ansaug- und austragseitige Fluidstegstopper (127, 128), die in den Zylinder (110) hineinragen und mit den ansaug- und austragseitigen Endabschnitten des Flügelstegs (112) in Berührung oder Anlage stehen, wobei einer der Flügelstegstopper eine in ihm ausge bildete Fluidleitung (131) zum Verbinden des Inne ren des Zylinders (110) mit seiner Außenseite zwecks Ermöglichung einer Durchströmung des Fluids aufweist, der Flügelstegstopper mit der Fluidlei tung in einer Axialrichtung des Rotors (106) aus wärts von diesem angeordnet ist und der Flügelsteg stopper ohne Fluidleitung in Axialrichtung des Rotors (106) einwärts von diesem bzw. innerhalb seiner Erstreckung angeordnet ist,
wobei das Fluid bei seiner Überführung oder Förde rung verdichtet wird.
7. Fluidverdichter nach Anspruch 6, gekennzeichnet
durch
ein durch einen Gehäusekörper (142a) und einen Rah men (143) gebildetes abgedichtetes oder gekapseltes Gehäuse (142) und
ein am Rahmen (143) befestigtes Lagerelement (144).
ein durch einen Gehäusekörper (142a) und einen Rah men (143) gebildetes abgedichtetes oder gekapseltes Gehäuse (142) und
ein am Rahmen (143) befestigtes Lagerelement (144).
8. Fluidverdichter nach Anspruch 6, gekennzeichnet
durch
ein durch einen Gehäusekörper (152a) und einen Rah men (153) gebildetes abgedichtetes oder gekapseltes Gehäuse (152) und ein
materialeinheitlich am Rahmen (153) angeformtes La gerelement (154).
ein durch einen Gehäusekörper (152a) und einen Rah men (153) gebildetes abgedichtetes oder gekapseltes Gehäuse (152) und ein
materialeinheitlich am Rahmen (153) angeformtes La gerelement (154).
9. Fluidverdichter nach Anspruch 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß mehrere mit dem genannten Flügelsteg
identische Flügelstege (163, 164) vorgesehen sind,
mehrere Sätze von Arbeitskammern (167, 168) geformt
oder festgelegt sind, jeder Satz von Arbeitskammern
(167, 168) mit den genannten Arbeitskammern iden
tisch ist, mehrere Paare von ansaug- und austrag
seitigen Flügelstegstoppern (175, 176) entsprechend der Zahl der
Flügelstegstopper (163, 164) vorgesehen sind, jeder
ansaugseitige Flügelstegstopper (175) und jeder aus
tragseitige Flügelstegstopper (176) mit den genann
ten ansaug- und austragseitigen Flügelstegstoppern
identisch ist und das Fluid verdichtbar ist, wäh
rend es in mehrere Richtungen überführt oder geför
dert wird.
10. Fluidverdichter nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Lagerelement (145) eine Schmier
mittelleitung (145) aufweist, die an einer Umfangs
fläche (146) des Lagerelements (144) offen ist oder
mündet.
11. Fluidverdichter nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Lagerelement (154) eine Schmier
mittelleitung (155) aufweist, die an einer flachen
Fläche (157) des Rahmens (153) offen ist oder
mündet.
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