DE4316770A1 - Dichtungsstruktur für einen Spiralkompressor - Google Patents

Dichtungsstruktur für einen Spiralkompressor

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DE4316770A1
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Tetsuhiko Fukanuma
Hisao Kobayashi
Tetsuo Yoshida
Yoshitami Kondo
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Toyota Industries Corp
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Toyoda Jidoshokki Seisakusho KK
Toyoda Automatic Loom Works Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04C18/02Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtungsstruktur für einen Spiralkompressor mit einem feststehenden Spiralteil und einem umlaufenden Spiralteil, welches dem feststehenden Spi­ ralteil gegenüberliegend zu einer Umlaufbewegung antreibbar ist, mit mehreren Kompressionskammern, die zwischen dem fest­ stehenden und dem umlaufenden Spiralteil definiert sind und deren Volumina in Abhängigkeit von der Umlaufbewegung des um­ laufenden Spiralteils abnehmen, und mit einer Auslaßöffnung, die sich in eine Auslaßkammer öffnet.
Bei einem konventionellen Spiralkompressor konvergiert die Kompressionskammer in Richtung auf einen Spalt, der zwischen Anfangsbereichen der Spiralelemente eines feststehenden Spi­ ralteils und eines umlaufenden Spiralteils definiert ist, und zwar in Abhängigkeit von der Bewegung des umlaufenden Spiral­ teils. Ein gasförmiges Kältemittel in der Kompressionskammer wird durch eine Auslaßöffnung ausgestoßen, welche in einer Basis bzw. Endplatte oder Stirnwand des feststehenden Spiral­ teils vorgesehen ist. Generell wird auf die Anfangsbereiche der Spiralelemente aufgrund des Kompressionsdrucks eine grö­ ßere Reaktionskraft ausgeübt als auf die übrigen Teile derselben, während ein Gas bzw. ein gasförmiges Kältemittel komprimiert wird. Daher müssen die Anfangsbereiche der Spiralelemente eine hohe Druckfestigkeit bzw. die Fähigkeit haben, die entstehenden hohen Gasdrücke auszuhalten.
Die JP-OS 59-58187 offenbart einen Spiralkompressor, bei wel­ chem die Anfangsbereiche der Spiralelemente generell eine größere Dicke haben als deren übrige Teile. Generell werden zum Erzeugen der Spiralelemente beider Spiralteile Evolven­ tenkurven benutzt, um die äußeren und inneren Wände zwischen Anfangspunkten und Endpunkten der Spiralelemente zu bilden. Bei dem bekannten konventionellen Kompressor ist jedoch ein Teil der inneren Spiralwand des Anfangsbereichs des Spiral­ elementes so ausgebildet, daß er einen geraden Teil umfaßt. Dadurch, daß ein gerades Teilstück vorgesehen wird, wird die Dicke des Anfangsbereichs des Spiralelements im Vergleich zu Kompressoren erhöht, bei denen die Spiralelemente längs rei­ ner Evolventenkurven verlaufen. Die Vergrößerung der Dicke erhöht die Druckfestigkeit der Anfangsbereiche der Spiralele­ mente.
Zur Optimierung des Wirkungsgrades beim Betrieb des Kompres­ sors werden zusätzlich zu der Verbesserung der Druckfestig­ keit eine hohe Dichtwirkung und ein niedriger Auslaßwider­ stand gefordert. Beispielsweise offenbaren die JP-OS 57-148088 und die JP-GM-OS 60-128995 spezielle Strukturen, welche die Dichtwirkung zwischen den in Gleitkontakt mitein­ ander stehenden Teilen der Endplatten der Spiralteile und den freien Stirnflächen der Spiralelemente derselben erhöhen. Je­ der der in den genannten Veröffentlichungen beschriebenen Kompressoren umfaßt Dichtungselemente, die zwischen den be­ treffenden Endplatten und den Stirnflächen der Spiralelemente liegen.
Der Auslaßwiderstand beeinflußt das Pulsieren des Auslaß­ druckes und den Wirkungsgrad des Kompressors. Wenn ein Pul­ sieren des Auslaßdruckes auftritt, dann führt dies zu lauten Geräuschen. Zur Reduzierung des Auslaßwiderstandes umfaßt der Kompressor gemäß der genannten JP-OS 57-148088 eingegrabene Nuten, die mit der Auslaßöffnung kommunizieren und die in dem Anfangsbereich des Spiralelements des feststehenden Spiral­ teils ausgebildet sind, um dadurch den Radius der Auslaßöff­ nung zu vergrößern.
Zum Regulieren bzw. Verhindern einer erneuten Ausdehnung von zuvor bereits in der Kompressionskammer komprimiertem gasför­ migem Kältemittel durch Entweichen des unter Auslaßdruck ste­ henden Kältemittels in eine nachfolgende Kompressionskammer sollte die Auslaßöffnung keine Überlappung mit einer nachfol­ genden Kompressionskammer aufweisen, wenn der Auslaßprozeß beendet wird. Aus diesem Grund ist der Radius der Auslaßöff­ nung beschränkt. Wenn mit einem vergrößerten Anfangsbereich des Spiralelementes gearbeitet wird, wie dies in der JP-OS 59-58187 beschrieben ist, dann kann der Radius der Auslaßöff­ nung erhöht werden. Dies kann dadurch erreicht werden, daß man die die Auslaßöffnung überdeckende Fläche des Anfangsbe­ reichs des Spiralelements des umlaufenden Spiralteils ver­ größert.
Bei einer einfachen Vergrößerung des Radius der Auslaßöffnung werden jedoch die dem Gasdruck ausgesetzten Teile der Dich­ tungselemente beeinflußt. Der Anfangsbereich des Dichtungs­ elementes beeinflußt in starkem Maße das Verhindern eines Leckens des unter hohem Druck stehenden Gases aus der mit der Auslaßöffnung kommunizierenden Kompressionskammer. Daher ist es wünschenswert, den Anfangsbereich des Dichtungselementes so dicht wie möglich am Anfangsbereich des Spiralelementes anzuordnen. Wenn nun der Radius der Auslaßöffnung ein­ fach erhöht wird, dann wird das gemeinsam mit dem umlaufenden Spiralteil umlaufende Dichtungselement über die Auslaßöffnung erstreckt, um diese zu überlappen. Diese Überlappung kann zur Folge haben, daß der Anfangsbereich des Dichtungselementes aufgrund des hohen Auslaßdruckes des aus der Auslaßöffnung austretenden Gases beschädigt wird. Daher kann der Anfangs­ bereich des Dichtungselementes des umlaufenden Spiralteils nicht über die relative Position der Auslaßöffnung hinaus in die Nachbarschaft des Anfangsbereichs des feststehenden Spi­ ralelements erstreckt werden.
Ausgehend vom Stand der Technik und der vorstehend aufgezeig­ ten Problematik, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Dichtungsstruktur für einen Spiralkompressor anzugeben, um einerseits eine hohe Druckfestigkeit und ande­ rerseits eine hohe Dichtwirkung und einen niedrigen Auslaßwi­ derstand bezüglich des Anfangsbereichs des Spiralelements zu erreichen.
Diese Aufgabe wird bei einem Kompressor der eingangs angege­ benen Art gemäß der Erfindung durch die Merkmale des kenn­ zeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.
Im einzelnen umfaßt der Spiralkompressor gemäß der Erfindung zur Lösung der gestellten Aufgabe einen feststehenden Spiral­ teil mit einem feststehenden Spiralelement und einer festste­ henden Endplatte bzw. Stirnwand. Ein umlaufender bzw. ein zu einer Umlaufbewegung antreibbarer Spiralteil umfaßt ein um­ laufendes Spiralelement und eine umlaufende Endplatte und ist zu einer Umlaufbewegung antreibbar, wobei er dem feststehen­ den Spiralteil gegenüberliegt. Mehrere Kompressionskammern sind zwischen dem festen und dem umlaufenden Spiralteil definiert, wobei die Volumina der Kompressionskammern im Verlauf einer Umlaufbewegung des umlaufenden Spiralteils abnehmen. Eine Auslaßöffnung öffnet sich zu einer der Kom­ pressionskammern. Die Dicke der Anfangsbereiche der festste­ henden und der umlaufenden Spiralelemente ist größer als die Dicke der übrigen Teile derselben. Spiralförmige Dichtungs­ elemente sind zwischen den Endplatten einerseits und den zu­ geordneten freien Enden der Spiralelemente andererseits vor­ gesehen und stehen jeweils in Gleitkontakt mit den Endplat­ ten. Dabei ist mindestens eines der Dichtungselemente gemein­ sam mit dem umlaufenden Spiralelement beweglich und besitzt einen Anfangsbereich mit einer Querschnittsfläche, die größer ist als die Querschnittsfläche seiner übrigen Teile.
Im Hinblick auf die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird die Druckfestigkeit des Anfangsbereiches des Spiralelementes er­ höht. Ferner kann die Fläche des Anfangsbereichs des Spiral­ elementes zum Abdecken der Auslaßöffnung erhöht werden, wäh­ rend außerdem die Breite des Anfangsbereichs des Dichtungs­ elements erhöht werden kann. Die Festigkeit bzw. Widerstands­ fähigkeit des Anfangsbereichs des Dichtungselements kann so­ mit erhöht werden. Wenn nun der Radius der Auslaßöffnung er­ höht werden soll, dann kann eine Beschädigung des Dichtungs­ elementes selbst dann verhindert werden, wenn sich das Dich­ tungselement bis über die Auslaßöffnung erstreckt. Im Ender­ gebnis kann dadurch der Anfangsbereich des Dichtungselementes sehr dicht am Anfangsbereich des Spiralelementes des umlau­ fenden Spiralteils positioniert werden. Weiterhin kann der Auslaßwiderstand aufgrund der Erhöhung des Radius der Auslaß­ öffnung erhöht werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand abhängiger Ansprüche.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nach­ stehend anhand von Zeichnungen noch näher erläutert. Es zei­ gen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Kompressor ge­ mäß einer bevorzugten Ausführungsform der Er­ findung;
Fig. 2 einen vergrößerten Querschnitt längs der Li­ nie 2-2 in Fig. 1;
Fig. 3 einen vergrößerten Querschnitt wesentlicher Teile des Kompressors gemäß Fig. 1 bei Been­ digung des Auslaßvorganges;
Fig. 4 einen vergrößerten Querschnitt wesentlicher Teile des Kompressors gemäß Fig. 1 für einen Betriebszustand, in dem der Anfangsbereich des Dichtungselementes des umlaufenden Spi­ ralteils über die Auslaßöffnung vorspringt; und
Fig. 5 eine vergrößerte Querschnittsdarstellung der wesentlichen Teile eines abgewandelten Kompressors gemäß der Erfindung.
Im einzelnen zeigen Fig. 1 bis 4 der Zeichnung ein bevorzug­ tes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kompressors mit einem vorderen Gehäuse 2, welches an einem feststehenden Spiralteil 1 befestigt ist, der gleichzeitig die Funktion ei­ nes hinteren Gehäuses hat. Eine ringförmige Basisplatte 3 ist an der inneren Umfangsfläche des feststehenden Spiralteils 1 befestigt und steht in Kontakt mit der Stirnfläche des vorde­ ren Gehäuses 2.
Eine drehbare Welle 4 ist in dem vorderen Gehäuse 2 drehbar gelagert und umfaßt einen einstückig angeformten Kurbel- bzw. Exzenterzapfen 5. Der Exzenterzapfen 5 steht durch eine zen­ trale Bohrung der Basisplatte 3 hindurch in das Innere des feststehenden Spiralteils vor.
Ein Ausgleichsgewicht 6 und eine Buchse 7 werden von dem Ex­ zenterzapfen 5 drehbar gehaltert. Ein drehbarer, im Betrieb umlaufender Spiralteil 4 wird von der Buchse 7 derart gehal­ tert, daß seine Flächen den Flächen des feststehenden Spiral­ teils 1 gegenüber liegen und mit diesen in Gleitkontakt ste­ hen. Zwischen einer feststehenden Endplatte 1a und einer um­ laufenden Endplatte 8a und einem feststehenden Spiralelement 1b sowie einem umlaufenden Spiralelement 8b der Spiralteile 1 bzw. 8 sind Kompressionskammern P und Po definiert.
An der Innenfläche - in Fig. 1 an der rechten Stirnfläche - der Basisplatte ist ein feststehender Ring 9 befestigt, so daß er dem umlaufenden Spiralteil 8 gegenüberliegt. Mehrere kreisrunde Regulieröffnungen 9a sind in gleichen Winkelab­ ständen voneinander in dem feststehenden Ring 9 ausgebildet, um die Drehung des umlaufenden Spiralteils 8 zu regeln. Ein umlaufender Ring 10 ist an der Rückseite - in Fig. 1 an der linken Stirnfläche - der umlaufenden Endplatte 8a befestigt.
In dem umlaufenden Ring 10 sind mehrere kreisrunde Regulier­ öffnungen 10a in gleichen Winkelabständen voneinander ausge­ bildet. Scheibenförmige Schuhe 11A und 11B mit einem Radius, der kleiner ist als der Radius der Regulieröffnungen 9a bzw. 10a, sind in die Regulieröffnungen 9a bzw. 10a eingesetzt. Zwischen jedem Paar von Schuhen 11A, 11B ist ferner jeweils eine Kugel 12 angeordnet.
Die Schuhe 11A und 11B und die Kugeln 12 sind während des Be­ triebes aufgrund der Reaktionskraft des zwischen den beiden Spiralteilen 1 und 8 komprierten Gases zwischen der Basis­ platte 3 und dem umlaufenden Spiralteil 8 eingeklemmt bzw. eingespannt, so daß sie eine integrierte Lageranordnung bil­ den. Für die Schuhe 11A und 11B ist in den Regulieröffnungen 9a bzw. 10a jeweils ein kreisrunder Umlaufbereich definiert. Der Durchmesser des Umlaufbereichs für die Schuhe 11A und 11B wird dabei so gestaltet, daß er gleich dem Umlaufradius des Exzenterzapfens 5 ist. Der umlaufende Spiralteil kann also entsprechend der Bewegung des Exzenterzapfens 5 umlaufen, ohne sich um sich selbst zu drehen, während sämtliche Schuhe 11A und 11B zwischen den Umfangsflächen der Regulieröffnungen 9a und 10a eingeschlossen sind und sich in Abhängigkeit von der Drehung des Exzenterzapfens 5 am Umfang der Regulieröff­ nungen 9a und 10a entlang bewegen bzw. abwälzen.
Das gasförmige Kältemittel, welches durch einen Einlaß 1c zu­ geführt wird, der in der Umfangswand bzw. Außenwand des fest­ stehenden Spiralteils 1 vorgesehen ist, fließt in die Kom­ pressionskammern P, die zwischen den beiden Spiralteilen 1 und 8 definiert sind. Die Volumina der Kompressionskammern nehmen in Abhängigkeit von der Umlaufbewegung des umlaufenden Spiralteils 8 ab, derart, daß sie in Richtung auf den Spalt konvergieren, der zwischen den Anfangsbereichen 1e und 8c der feststehenden Spiralelemente 1b und der umlaufenden Spiral­ elemente 8b der Spiralteile 1 bzw. 8 vorgesehen ist. Das auf­ grund der Abnahme der Volumina der Kompressionskammern P und Po komprimierte Gas wird durch eine Auslaßöffnung 1d in der feststehenden Stirnwand bzw. Endplatte 1a in eine Auslaßkam­ mer 13 ausgestoßen. Die Auslaßkammer 13 ist normalerweise mit Hilfe eines Auslaßventils 14 geschlossen, welches auf der Seite der Auslaßkammer 13 angeordnet ist.
Dichtungselemente 15 und 16 aus Kunststoffmaterial sind in die Stirnflächen der freien Enden des feststehenden bzw. des umlaufenden Spiralelements 1b bzw. 8b eingelegt. Das Dich­ tungselement 15 steht in Kontakt mit der Endplatte 8a des um­ laufenden Spiralteils. Das Dichtungselement 16 steht in Kon­ takt mit der Endplatte 1a des feststehenden Spiralteils 1. Beide Dichtungselemente 15 und 16 stehen in Abhängigkeit von der Umlaufbewegung des umlaufenden Spiralteils 8 in Gleitkon­ takt mit der jeweils zugeordneten Endplatte 8a bzw. 1a.
Wie Fig. 2 zeigt, sind die Anfangsbereiche 1e und 8c des feststehenden und des umlaufenden Spiralelements 1b bzw. 8a dicker als jeder andere Teil dieser Spiralelemente ausgebil­ det, um ihre Druckfestigkeit, d. h. ihre Fähigkeit, die ent­ stehenden Gasdrücke auszuhalten, zu erhöhen. Ein Innenwand­ bereich des Anfangsbereichs 1e verläuft längs eines ersten Kreisbogens mit einem Radius R12 längs eines zweiten Kreisbo­ gens mit einem Radius R11 und längs einer geraden Linie L1. Ein Innenwandbereich des Anfangsbereichs 8c verläuft längs eines ersten Kreisbogens mit einem Radius R22, längs eines zweiten Kreisbogens mit einem Radius R21 und längs einer ge­ raden Linie L2. Die Kreisbögen mit den Radien R11 und R12 ha­ ben denselben Krümmungsradius und die gleiche Länge. Die Kreisbögen mit den Radien R21 und R22 haben dieselben Radien und dieselbe Bogenlänge. Die gerade Linie L1 bildet eine gemeinsame Tangente für die Kreisbögen mit den Radien R11 und R12. Die gerade Linie L2 bildet eine gemeinsame Tan­ gente zu den Kreisbögen mit den Radien R21 und R22.
Die Hauptteile der Innen- und der Außenwände des feststehen­ den Spiralelements 1b und des umlaufenden Spiralelements 8b verlaufen mit Ausnahme der Anfangsbereiche 1e bzw. 8c längs Evolventenkurven E1 und E2. Die Evolventenkurven E1 und E2 gehen von einem Basiskreis Co aus. Die zweiten Kreisbögen mit den Radien R11 und R21 gehen glatt in die Evolventenkurven E1 über. Die ersten Kreisbögen mit den Radien R12 und R22 gehen gleichmäßig in die Evolventenkurven E2 über. Ein Verbindungs­ punkt P1 der Kreisbögen mit den Radien R11 bzw. R21 mit der Evolventenkurve E1 entspricht dem distalen bzw. fernen Punkt einer Evolventenlinie mit einem beliebigen Evolventenwinkel α.
Ein Verbindungspunkt P2, der die Kreisbögen mit den Radien R12 bzw. R22 mit der Evolventenkurve E2 verbindet, entspricht dem distalen bzw. fernen Punkt einer Evolventenlinie mit einem Evolventenwinkel (α + 180°), welcher gegenüber dem Evolventenwinkel α um 180° voreilt. Die längs der geraden Li­ nien L1 und L2 verlaufenden Wandbereiche stehen an den vorge­ gebenen Umlaufpunkten bezüglich des umlaufenden Spiralteils 8 in Gleitkontakt miteinander, und zwar entsprechend der in Fig. 3 gezeigten Form der spiralförmig verlaufenden Wände.
Diese Anfangsbereiche 15a und 16a sind breiter als die übri­ gen Teile der Dichtungen 15, 16, so daß sie sich der Form des feststehenden bzw. des umlaufenden Spiralelements 1b bzw. 8b anpassen.
Wenn die zwei Wandbereiche längs der geraden Linien L1 und L2, wie in Fig. 3 gezeigt, in Gleitkontakt miteinander ste­ hen, d. h. mit anderen Worten, wenn das Ausstoßen des gasför­ migen Kältemittels aus der Kompressionskammer Po durch die Auslaßöffnung 1d abgeschlossen ist, dann ist der Anfangsbe­ reich 16a des Dichtungselements 16 in der Lage, den überwie­ genden Teil der Auslaßöffnung 1d abzudecken.
Wenn sich der umlaufende Spiralteil 8, ausgehend von der im Zusammenhang mit Fig. 3 erläuterten Position, weiterbewegt, gelangt ein Vorsprung 16b des Anfangsbereichs 16a über die Auslaßöffnung 1d, wie dies in Fig. 4 gezeigt ist. Zu diesem Zeitpunkt wird der Druck in der Kompressionskammer Po zu einem Maximum. Das vorstehende Ende bzw. der Vorsprung 16b ist dabei einer in Richtung auf die Auslaßöffnung 1d wirken­ den Saugkraft bzw. Mitreißkraft unterworfen, wenn das unter hohem Druck stehende gasförmige Kältemittel aus der Auslaß­ öffnung 1d ausströmt.
Die Breite des Anfangsbereichs 16a des Dichtungselementes 16 entspricht jedoch der Dicke des Anfangsbereichs 8c des umlau­ fenden Spiralelements 8b. Folglich ist die Stabilität des An­ fangsbereichs 16a der Dichtung 16 erheblich größer als die Stabilität der übrigen Teile des Dichtungselements 16. Daher wird der Vorsprung 16b des Dichtungselements 16, der über die Auslaßöffnung 1d vorsteht, selbst dann nicht beschädigt, wenn die Strömung des unter hohem Druck stehenden Gases auf ihn einwirkt. Die Spitze des Anfangsbereichs des Dichtungsele­ mentes 16 kann so dicht wie möglich am Anfangsbereich des um­ laufenden Spiralelements 8b angeordnet werden, um die Mög­ lichkeiten der Abdichtung der Kompressionskammer Po zu ver­ bessern.
Beim betrachteten Ausführungsbeispiel sind die Wände längs der geraden Linie L2 derart ausgebildet, daß die Dicke des Anfangsbereichs 8c im Vergleich zu dem Fall zunimmt, in dem die Wände derart ausgebildet sind, daß sie längs der inneren Evolventenkurven E2 verlaufen. Daher kann die Fläche, mit der der Anfangsbereich 8c des umlaufenden Spiralteils 8 die Aus­ laßöffnung 1d überdeckt, beträchtlich erhöht werden. Dies hat zur Folge, daß die Querschnittsfläche der Auslaßöffnung 1d vergrößert und folglich der Auslaßwiderstand verringert wer­ den kann.
Wenn der Radius der Auslaßöffnung 1d vergrößert wird, wird der Anteil des Vorsprungs 16d des Dichtungselementes 16, der sich über die Auslaßöffnung 1d erstreckt, vergrößert. Als brauchbares Maß für den überstehenden Anteil des verbreiter­ ten Bereichs kann beispielsweise das Verhältnis K2/K1 be­ stimmt werden, wobei K1 die Länge einer geraden Linie ist, die sich zwischen den Schnittpunkten Q1 und Q2 des umlaufen­ den Randes der Auslaßöffnung 1d mit dem umlaufenden Rand des Dichtungselementes 16 befindet, und wobei K2 die Größe bzw. Strecke ist, mit der sich das Dichtungselement 16 über die Auslaßöffnung 1d erstreckt. Für die Bestimmung des Ausmaßes der Überlappung kann auch das Verhältnis S1/S2 bestimmt wer­ den, wobei S1 die Bogenlänge zwischen den Schnittpunkten Q1 und Q2 längs des Umfangs der Auslaßöffnung 1d ist und wobei S2 die Bogenlänge zwischen den Schnittpunkten Q1 und Q2 längs des Umfangs des Dichtungselements 16 ist. Indem man entweder das Verhältnis K1/K2 oder das Verhältnis S1/S2 in geeigneter Weise auswählt, kann eine Beschädigung des Anfangsbereichs 16a vermieden werden, und der Radius der Auslaßöffnung 1d kann vergrößert werden.
Wie vorstehend beschrieben, umfaßt die vorliegende Erfindung das Merkmal, daß die Dicke des Anfangsbereichs des spiralför­ migen Elements größer ist als der übrige Teil desselben und daß zumindest die Querschnittsfläche des Anfangsbereichs des Dichtungselements, welches sich gemeinsam mit dem umlaufenden Spiralteil bewegt, größer ist als die Querschnittsfläche der übrigen Teile des Dichtungselements. Daher können die hohe Druckfestigkeit, die hohe Abdichtfähigkeit und der niedrige Auslaßwiderstand des Anfangsbereichs des spiralförmigen Ele­ ments erreicht werden.
Fig. 5 zeigt die wesentlichen Elemente eines abgewandelten Ausführungsbeispiels eines Kompressors gemäß der Erfindung, wobei im Unterschied zu dem zuvor erläuterten Ausführungsbei­ spiel die Endbereiche 15a, 16a der Dichtungselemente 15 bzw. 16 im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet sind, so daß die Dichtungen einerseits und die sie aufnehmenden Vertiefun­ gen der Spiralelemente 1b, 8b einfach hergestellt werden kön­ nen. Die zylinderförmigen Endbereiche 15a, 16a erweisen sich im Betrieb als sehr stabil und als unempfindlich gegenüber Beschädigungen.
Obwohl vorstehend nur zwei Ausführungsbeispiele der vorlie­ genden Erfindung beschrieben wurden, erkennt der Fachmann, daß die Erfindung mittels vieler anderer spezieller Ausfüh­ rungsformen realisiert werden kann, ohne daß dabei vom Grund­ gedanken der Erfindung abgewichen werden müßte. Insbesondere wird aus der vorstehenden Beschreibung deutlich, daß ausge­ hend von dem beschriebenen Ausführungsbeispiel erfindungsge­ mäß die nachfolgend angegebenen konstruktiven Änderungen durchgeführt werden können:
  • 1. Die Form der Anfangsbereiche 15a und 16a der Dichtungsele­ mente 15 bzw. 16 kann in eine kreisrunde bzw. zylindri­ sche oder eine elliptische Form geändert werden;
  • 2. zur Erhöhung der Festigkeit der Anfangsbereiche der Dich­ tungselemente kann die Dicke der Anfangsbereiche so geän­ dert werden, daß sie größer ist als die Dicke der übrigen Teile;
  • 3. die Querschnittsfläche des Anfangsbereichs des Dichtungs­ elementes für den umlaufenden Spiralteil kann so geändert werden, daß sie größer ist als die Querschnittsfläche der übrigen Teile dieses Dichtungselementes; und
  • 4. die Form des Anfangsbereichs des spiralförmigen Elements ist nicht auf die beschriebene Form beschränkt, bei der die Wände längs Kreisbögen oder einer geraden Linie ver­ laufen. Wenn dies für die Ausgestaltung der Kompressions­ kammern nützlich ist, können auch andere Kurven verwendet werden.

Claims (8)

1. Dichtungsstruktur für einen Spiralkompressor mit einem feststehenden Spiralteil und einem umlaufenden Spiral­ teil, welches dem feststehenden Spiralteil gegenüberlie­ gend zu einer Umlaufbewegung antreibbar ist, mit mehreren Kompressionskammern, die zwischen dem feststehenden und dem umlaufenden Spiralteil definiert sind und deren Volu­ mina in Abhängigkeit von der Umlaufbewegung des umlaufen­ den Spiralteils abnehmen, und mit einer Auslaßöffnung, die sich in eine Auslaßkammer öffnet,
dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Anfangsbereiche (1e, 8c) eines feststehenden Spiralelements (1b) des feststehenden Spiralteils (1) und eines umlaufenden Spi­ ralelements (8b) des umlaufenden Spiralteils (8) jeweils größer ist als die Dicke der übrigen Teile der Spiralele­ mente (1b, 8b);
daß zwischen den freien Enden der Spiralelemente (1b, 8b) und der ihnen jeweils gegenüberliegenden Endplatte (1a, 8a) des feststehenden bzw. des umlaufenden Spiralteils (1 bzw. 8) spiralförmige Dichtungselemente (15, 16) angeord­ net sind, die jeweils in Gleitkontakt mit der zugeordne­ ten Endplatte (1a bzw. 8a) stehen; und
daß mindestens eines der Dichtungselemente (16), welches sich gemeinsam mit dem Spiralelement (8b) des umlaufenden Spiralteils (8) bewegt, in einem Anfangsbereich (16a) eine Querschnittsfläche aufweist, die größer ist als die Querschnittsfläche seiner übrigen Teile, derart, daß ein Teil der Auslaßöffnung (1d) durch den Anfangsbereich (16a) dieses Dichtungselementes (16) überdeckbar ist.
2. Dichtungsstruktur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Anfangsbereiche (1e, 8c) der Spiralelemente (1b, 8b) des feststehenden und des umlaufenden Spiral­ teils (1 bzw. 8) derart ausgebildet sind, daß sie sich längs geraden Linien (L1, L2) erstrecken, derart, daß sie in der Kompressionsphase des Kompressors in Gleitkontakt miteinander stehen.
3. Dichtungsstruktur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Hauptteile der Spiralelemente (1b, 8b), abgesehen von deren Anfangsbereichen (1e, 8c), derart ausgebildet sind, daß sie längs Evolventenkurven (E1, E2) verlaufen und daß zwischen den Hauptbereichen und den An­ fangsbereichen jeweils Verbindungsbereiche vorgesehen sind, die längs eines Kreisbogens (mit den Radien R12, R22) verlaufen.
4. Dichtungsstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß vorstehende Enden der Anfangs­ bereiche (1e, 8c) der Spiralelemente (1b, 8b) derart aus­ gebildet sind, daß sie längs zweiter Kreisbögen (mit den Radien R11 bzw. R22) verlaufen.
5. Dichtungsstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die Auslaßöffnung (1d) durch den Anfangsbereich (8c) des Spiralelementes (8b) des um­ laufenden Spiralteils (8) überdeckbar ist.
6. Dichtungsstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß der Anfangsbereich (16a) des Dichtungselementes (16), welches gemeinsam mit dem Spi­ ralelement (8b) des umlaufenden Spiralteils (8) beweglich ist, derart ausgebildet ist, daß durch ihn ein größerer Teil der Auslaßöffnung (1d) überdeckbar ist.
7. Dichtungsstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß die Dichtungselemente (15, 16) aus Kunststoff bestehen.
8. Dichtungsstruktur nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Radien (R11, R21) der zweiten Kreisbögen je­ weils kleiner sind als der Radius (R12, R22) des ersten Kreisbogens des betreffenden Spiralelementes.
DE19934316770 1992-05-21 1993-05-19 Dichtungsstruktur für einen Spiralkompressor Withdrawn DE4316770A1 (de)

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