DE4412523A1 - Schneckenkompressor mit einem Mechanismus zur Aufnahme einer Druckgas-Verdichtungsreaktionskraft - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Verdichter der Schneckenbauart und insbesondere auf einen Schneckenkom­ pressor, der einen Mechanismus, um eine auf eine umlaufende Schnecke einwirkende Reaktionskraft eines Kältemittelgases auf das Gehäuse des Kompressors zu übertragen, enthält und der so der umlaufenden Schnecke ermöglicht, eine ordnungsge­ mäße und zweckmäßige Umlaufbewegung auszuführen.

Schneckenkompressoren haben einen elementaren Aufbau mit einer stationären Schnecke und einer umlaufenden Schnecke, die einander im zugeordneten Gehäuse gegenüberliegen. Bei Drehen einer Drehwelle führt die umlaufende Schnecke eine Umlaufbewegung längs eines vorbestimmten geometrischen Orts aus (die im folgenden als "Umlauf" bezeichnet wird). Wenn die umlaufende Schnecke ihre Orbital- oder Kreisbewegung ausführt, nimmt das Volumen des zwischen der stationären und der umlau­ fenden Schnecke abgegrenzten Raumes ab, um ein Kältemittelgas zu verdichten. In Reaktion auf die Drehung der Drehwelle neigt die umlaufende Schnecke dazu, um ihre Achse zu drehen (was im folgenden als "Drehung" bezeichnet wird). Es ist jedoch not­ wendig, die umlaufende Schnecke an einem Drehen um ihre eige­ ne Achse zu hindern und sie horizontal sowie vertikal ausge­ richtet zu halten, um den Verdichtungsvorgang zu optimieren.

Die ungeprüfte JP-Patentveröffentlichung Nr. 59-28028 offen­ bart einen Kompressor, der mit einem oben angedeuteten Anti­ rotationsmechanismus ausgestattet ist. In diesem Kompressor, der in der beigefügten Fig. 9 in einem Axialschnitt darge­ stellt ist, empfängt eine in Gegenüberlage zu einer statio­ nären Schnecke 100 in einem Gehäuse H angeordnete umlaufende Schnecke 102 die Reaktionskraft eines in Kompressionskammern 106 aufgrund der Drehkraft einer Drehwelle 104 verdichteten Kältemittelgases. Die rückseitige Fläche einer Bodenplatte 108 der Schnecke 102 liegt über einen Antirotationsmechanismus 110 gegen eine Druckaufnahmewand 112 des Gehäuses an.

Der Antirotationsmechanismus 110 enthält einen bewegbaren Ring 118 und einen festen Ring 120, die zwischen der Boden­ platte 108 und der Wand 112 vermittels Laufringen 114 bzw. 116 angeordnet sind (s. Fig. 10). Der bewegbare Ring 118 be­ wegt sich als Einheit mit der umlaufenden Schnecke 102. Die Ringe 118 und 120 besitzen eine Mehrzahl von Taschen 122 und 124 innerhalb des Umfangs der Ringe 118 und 120, wobei die Ta­ schen mit gleichen Abständen jeweils beabstandet sind. Zylin­ derrollen 126 sind zwischen den einander zugeordneten Taschen 122 und 124, die einander gegenüberliegen, gelagert.

Wenn die Schnecke 102 und der bewegbare Ring 118 im Ansprechen auf die Drehung der Drehwelle 104 drehen, dann rollen die Zy­ linderrollen 126 in dem Bereich zwischen den zugeordneten Ta­ schen 122 und 124. Demzufolge führt die umlaufende Schnecke 102 die Orbital- oder Umlaufbewegung aus, ohne selbst zu dre­ hen.

Der Durchmesser d der die Drehung der umlaufenden Schnecke 102 verhindernden Rolle 126, der Durchmesser D der Taschen 122 so­ wie 124 und der Radius r der umlaufenden Schnecke 102 haben die folgende Beziehung:

D = d+r

Deshalb wird der Durchmesser d der Rollen 126 durch den Umlauf­ bahnradius r der umlaufenden Schnecke 102 und den Durchmesser D der Taschen 122 sowie 124 bestimmt.

Die Stirnflächen einer jeden Rolle 126 sind mit den Laufringen 114 und 116 in Gleitberührung. Die auf die umlaufende Schnecke 102 einwirkende Kompressionsgegenwirkungskraft wird über die Rollen 126 auf die Wand 112 übertragen. Um die Steifigkeit des Kompressors zu erhöhen, müßte entweder der Durchmesser d oder die Ist-Anzahl der Rollen 126 vermehrt werden. Eine Ver­ größerung des Durchmessers d der Rollen 126 macht es notwen­ dig, daß der Durchmesser D der Taschen 122 und 124 vergrößert wird. Vergrößerte Taschen 122 und 124 erfordern, daß der be­ wegbare Ring 118 und der feste Ring 120 breiter gemacht werden. Eine Verbreiterung der Ringe 118 und 120 würde jedoch den Kom­ pressor vergrößern, und es ist keinesfalls wünschenswert, einen derart großen Kompressor in einem Kraftfahrzeug, wie einem Automobil, zu montieren.

Um die Fähigkeit zur Aufnahme der Verdichtungsgegenwirkungs­ kraft ohne eine Vergrößerung des Kompressors zu erhöhen, ist es notwendig, die Anzahl der Rollen 126 zu vermehren. Die ver­ mehrte Anzahl an Rollen 126 resultiert jedoch in einer Vermeh­ rung der Anzahl der Taschen 122 und 124, und diese Vermehrung in der Zahl der Taschen, die einen Bearbeitungsprozeß von ho­ her Genauigkeit erfordern, führt zu einer längeren Bearbei­ tungszeit und zu höheren Fertigungskosten.

Die Stirnflächen der Rollen 126 gleiten längs der Bodenflächen der Taschen 122 und 124. Bei der engen Berührung der Rollen 126 mit den Taschen 122 und 124 kann leicht eine unzureichende Schmierung zwischen diesen Teilen auftreten, wodurch hier ein Fressen hervorgerufen werden kann.

Wenn irgendeine Rolle in der zugeordneten Tasche eine Schräg­ lage einnimmt, stößt die Umfangskante dieser Rolle an die Bo­ denfläche der Tasche an, wodurch die störungsfreie Gleitbewe­ gung zwischen diesen gestört wird. In diesem Fall verschleißt die Umfangskante der jeweiligen Rolle örtlich, so daß die Rol­ le eine größere Schräglage einnehmen wird.

Wenn die Neigung der Rolle zunimmt, wird die gleitende Fläche der Rolle an der Innenwand der zugeordneten Tasche zu einer elliptischen Gestalt ausgebildet, und der Durchmesser d der Rolle ändert sich, wobei diese Änderung sich mit dem Umlauf­ bahnradius r der umlaufenden Schnecke verändert. Das resul­ tiert in einer unangemessenen, schlechten Gleitberührung zwi­ schen der spiralförmigen Wand der festen Schnecke und der spiralförmigen Wand der umlaufenden Schnecke, so daß Gas aus der Kompressionskammer austreten kann.

Es ist deshalb ein primäres Ziel dieser Erfindung, einen Schneckenkompressor zu schaffen, der weniger Taschen als der herkömmliche Kompressor benötigt und in einem vereinfachten Herstellungsvorgang sowie mit niedrigeren Fertigungskosten ausgebildet werden kann.

Es ist ein weiteres Ziel dieser Erfindung, einen Schnecken­ kompressor zu schaffen, der einen vereinfachten Aufbau mit einer geringen Anzahl von Teilen hat und der einen störungsfrei­ en Betrieb von Teilen gewährleisten kann, die in Berührung mit einer umlaufenden Schnecke sowie einer Druckaufnahmewand glei­ ten, wobei diese Teile zwischen sich eine Verdichtungsgegenwir­ kungskraft aufnehmen.

Um die vorgenannten sowie weitere Ziele zu erreichen, wird in Übereinstimmung mit den Zwecken dieser Erfindung ein ver­ besserter Schneckenkompressor geschaffen. Dieser Kompressor enthält eine stationäre Schnecke und eine zur Ausführung eines Umlaufs gelagerte bewegbare Schnecke, die der stationären Schnecke gegenüberliegt. Zwischen den beiden Schnecken ist eine Kompressionskammer abgegrenzt, deren Volumen entsprechend dem Umlauf der bewegbaren Schnecke vermindert wird, um ein Gas zu komprimieren. Ein Druckaufnahmeorgan empfängt eine Reaktionskraft des Gases in der Kompressionskammer. An der be­ wegbaren Schnecke ist eine Bodenplatte vorhanden. Ein dreh­ barer Ring ist zwischen dem Druckaufnahmeorgan und der Boden­ platte angeordnet, und der Ring hat eine erste bzw. eine zweite Fläche, die dem Druckaufnahmeorgan bzw. der Bodenplatte gegenüberliegen. Das eine Bauteil aus dem Druckaufnahmeorgan und der ersten Fläche des Rings hat eine Mehrzahl von Elemen­ ten (Rollen), die mit vorbestimmten Abständen in einer Umfangs­ richtung vorgesehen sind. Eine Mehrzahl von ersten Einsenkun­ gen ist in entweder dem Druckaufnahmeorgan oder der ersten Flä­ che des Rings ausgebildet, wobei die ersten Elemente jeweils in die ersten Einsenkungen eingesetzt sind. Das eine Bauteil aus der Bodenplatte und der zweiten Fläche des Rings hat eine Mehrzahl von zweiten Elementen, die mit vorbestimmten Abstän­ den in einer Umfangsrichtung vorhanden sind. In entweder der Bodenplatte oder der zweiten Fläche des Rings ist eine Mehr­ zahl von zweiten Einsenkungen ausgebildet, wobei die zweiten Elemente jeweils in die zweiten Einsenkungen eingesetzt sind. Wenn die bewegbare Schnecke umläuft, bewegen sich die ersten und zweiten Elemente innerhalb der ersten und zweiten Einsen­ kungen, um eine Drehung der bewegbaren Schnecke und des Rings zu verhindern. Um die Verdichtungsgegenwirkungskraft des Ga­ ses, die auf die bewegbare Schnecke wirkt, auf das Druckauf­ nahmeorgan zu übertragen, sind die erste und zweite Fläche des Rings mit einer Mehrzahl von Vorsprüngen oder Ansätzen (Höcker oder Buckel) versehen, die zum Druckaufnahmeorgan sowie zur Bodenplatte hin vorstehen und nahezu sphärische Anlageflächen haben, die mit dem Druckaufnahmeorgan bzw. der Bodenplatte zur Anlage kommen.

Die Ziele wie auch die Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden aus der folgenden, auf die Zeichnungen Bezug nehmenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen des Erfindungs­ gegenstandes deutlich. Es zeigen:

Fig. 1 einen Axialschnitt eines Schneckenkompressors in einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung;

Fig. 2 den Schnitt nach der Linie 2-2 in der Fig. 1;

Fig. 3 einen Vertikalschnitt des Kompressors, wobei die um­ laufende Schnecke um 180° aus der in Fig. 2 gezeigten Position gedreht worden ist;

Fig. 4 eine perspektivische Übersichtsdarstellung des in Fig. 1 dargestellten Kompressors;

Fig. 5 einen Axialschnitt eines Schneckenkompressors in einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung;

Fig. 6 den Schnitt nach der Linie 6-6 in der Fig. 5;

Fig. 7 einen Vertikalschnitt des Kompressors, wobei die um­ laufende Schnecke um 180° aus der in Fig. 6 gezeigten Position gedreht worden ist;

Fig. 8 eine perspektivische Obersichtsdarstellung des in Fig. 5 gezeigten Kompressors;

Fig. 9 einen Axialschnitt eines herkömmlichen Kompressors;

Fig. 10 einen Vertikalschnitt des in Fig. 9 dargestellten Kompressors.

Unter Bezugnahme auf die Fig. 1-4 wird die erste Ausführungs­ form dieser Erfindung im einzelnen beschrieben.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist ein vorderes Gehäuseteil 2 an einer stationären Schnecke 1, die auch als ein hinteres Gehäuseteil dient, befestigt. Im vorderen Gehäuseteil 2 ist eine Drehwelle 3 drehbar gelagert, und eine Exzenterwelle 4 ist an der Drehwelle 3 fest angebracht.

Durch die Exzenterwelle 1 werden eine Ausgleichmasse 5 und eine Buchse 6 drehbar gehalten. Eine auf der Buchse 6 über Radiallager 8 drehbar gehaltene umlaufende Schnecke 7 ist mit der stationären Schnecke 1 in Berührung. Durch die Boden­ platten 1a und 7a sowie die Spiralwände 1b und 7b der Schnecken 1 und 7 wird eine Kompressionskammer P abgegrenzt.

Wenn die Exzenterwelle 4 um die Achse L1 der Drehwelle 3 um­ läuft und gleichzeitig die umlaufende Schnecke 7 eine Orbital­ bewegung ausführt, wird das Kühlgas durch eine (nicht darge­ stellte) Einlaßöffnung in die Kompressionskammer P zwischen den Schnecken 1 und 7 eingeführt. Während die umlaufende Schnecke 7 ihre Orbitalbewegung ausführt, wird das Volumen der Kom­ pressionskammer P verkleinert. Gleichzeitig wird die Kompres­ sionskammer P zu den Zentrumsteilen der Spiralwände 1b und 7b der Schnecken 1 und 7 hin verschoben. Als Ergebnis wird das Kühlgas in der Kompressionskammer P mehr und mehr verdichtet. Das verdichtete Gas wird dann durch eine in der Bodenplatte 1a ausgebildete Ausstoßöffnung 1c in eine Ausstoßkammer 11 ausgefördert. Die Ausstoßöffnung 1c ist normalerweise geschlos­ sen und kann mittels eines Auslaßventils 12 auf der Seite der Ausstoßkammer 11 geöffnet werden.

Im folgenden wird eine Beschreibung eines Mechanismus, der verhindert, daß die umlaufende Schnecke 7 um ihre eigene Achse dreht, wenn die Schnecke 7 eine Umlaufbewegung ausführt, und einer Konstruktion, die die Verdichtungsgegenkraft des Kühl­ gases aufnimmt, welche auf die umlaufende Schnecke 7 wirkt, wenn das Kühlgas verdichtet wird, gegeben.

Zwischen der Bodenplatte 7a der umlaufenden Schnecke 7 und einer Druckaufnahmewand 2a des vorderen Gehäuseteils 2 ist ein Ring 9 angeordnet, der eine erste sowie eine zweite ebene Fläche besitzt, die der Druckaufnahmewand 2a bzw. der Boden­ platte 7a gegenüberliegen oder zugewandt sind. Die erste Flä­ che des Rings 9 hat eine Mehrzahl von kreisförmigen Druckauf­ nahmehöckern oder -buckeln 9A, die mit gleichen Abständen in der Umfangsrichtung ausgebildet sind. Die zweite Fläche des Rings 9 hat ebenfalls kreisförmige Druckaufnahmehöcker oder -buckel 9B, die mit gleichen Abständen in der Umfangsrichtung aus­ gebildet und in ihrer Anzahl zu derjenigen der Druckaufnahme­ höcker 9A gleich sind. Die Höcker 9A sind von den Höckern 9B weg ausgerichtet. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, ragen die einzel­ nen Druckaufnahmehöcker 9B und 9A zur Bodenplatte 7a bzw. zur Druckaufnahmewand 2a vor und haben im wesentlichen sphä­ rische Anlageflächen 9b sowie 9a. Der Krümmungsradius der An­ lageflächen 9a und 9b ist größer als der Außendurchmesser der Basisteile der Druckaufnahmehöcker 9A und 9B.

Eine Mehrzahl von Zylinderrollen 10, um die Drehung der umlau­ fenden Schnecke 7 zu unterbinden, ist am Ring 9 in der Umfangs­ richtung mit vorbestimmten Abständen befestigt. Die einzelnen Rollen 10 sind alternierend mit den Höckern 9A und 9B angeord­ net. Jede Rolle 10 hat ein erstes und ein zweites Ende 10a bzw. 10b, die zur Druckaufnahmewand 2a bzw. der Bodenplatte 7a hin von der ersten bzw. zweiten Fläche des Rings 9 vorra­ gen.

Die zu den Rollen 10 gleiche Anzahl von Einsenkungen 2b ist in der Umfangsrichtung in der Druckaufnahmewand 2a ausgebildet. Einsenkungen 7c in gleicher Anzahl wie die Rollen 10 sind in der Umfangsrichtung in der Bodenplatte 7a ausgestaltet. Die einzelnen Einsenkungen 2b oder 7c sind mit gleichen Abständen angeordnet. Die ersten und zweiten Enden 10a und 10b der Rol­ len 10 sind jeweils bewegbar in die Einsenkungen 2b und 7c eingesetzt.

Der Abstand von den Oberseiten der Anlageflächen 9a und 9b der Höcker 9A und 9B zu den Stirnflächen der Enden 10a und 10b der Rollen 10 ist geringer als die Tiefe der Einsenkungen 2b und 7c. Deshalb werden die Flächen der Enden 10a und 10b der Rollen 10 nicht die Böden der zugeordneten Einsenkungen 2b und 7c berühren.

Wenn angenommen wird, daß der Durchmeser einer jeden Einsen­ kung 2b oder 7c gleich D und der Durchmesser einer jeden Rol­ le 10 gleich d ist, so kann sich jede Rolle 10 innerhalb der Einsenkungen 2b und 7c über die (D-d) entsprechende Strecke bewegen. Diese Strecke wird gleich dem Umlaufbahnradius r der Buchse 6 festgesetzt. Somit erfüllen der Durchmesser D der Einsenkungen 2b und 7c, der Durchmesser d der Rollen 10 und der Umlaufbahnradius r der Buchse 6 die Beziehung D = d + r.

Die Fig. 2 und 3 zeigen die umlaufende Schnecke 7 in Positio­ nen, die um 180° zueinander versetzt sind. In Fig. 2 hat sich die umlaufende Schnecke 7 zur oberen Position ihres Umlaufs bewegt. Hierbei ist das zweite Ende 10b einer jeden Rolle 10 mit dem untersten Teil der Innenwand der zugeordneten Einsen­ kung 7c der Bodenplatte 7a in Berührung. In Übereinstimmung mit dieser Berührung ist das Zentrum des Rings 9 (in etwa gleich der Achse L2 der umlaufenden Schnecke) oberhalb der Achse L1 der Drehwelle 3 angeordnet, d. h. zur obersten Posi­ tion der umlaufenden Schnecke 7 hin. Deshalb berühren die er­ sten Enden 10a der einzelnen Rollen 10 die höchstgelegenen Teile der Innenwände der jeweiligen Einsenkungen 2b der Druck­ aufnahmewand 2a.

Wenn sich die Exzenterwelle 4 um 180° aus der in Fig. 2 gezeig­ ten Position heraus bewegt, bewegt sich die umlaufende Schnecke 7 zur untersten Position ihres Umlaufs. Während dieser Be­ wegung führen die zweiten Enden 10b der Rollen 10 eine Bewe­ gung längs der Innenwände der zugeordneten Einsenkungen 7c aus und berühren deren höchstgelegene Teile. In Übereinstim­ mung mit dieser Berührung ist das Zentrum des Rings 9 unter­ halb der Achse L1 der Drehwelle 3, d. h. zur untersten Posi­ tion der umlaufenden Schnecke 7 hin, angeordnet. Deshalb be­ rühren die ersten Enden 10a der einzelnen Rollen 10 die unter­ sten Teile der Innenwände der jeweiligen Einsenkungen 2b.

Wenn die umlaufende Schnecke 7 eine Orbitalbewegung ausführt, wird der Bereich, in dem jede Rolle 10 sich bewegen kann, durch die zugeordnete Einsenkung 2b der Druckaufnahmewand 2a und die zugeordnete Einsenkung 7c der umlaufenden Schnecke 7, die ein­ ander gegenüberliegen, begrenzt. Dieser Bewegungsbereich entspricht dem Umlaufbereich, der durch die Umlaufbahnradien r der Buchse 6 und der umlaufenden Schnecke 7 bestimmt ist. Da die umlaufende Schnecke 7 durch diese Rollen 10 an die ortsfeste Druckaufnahmewand 2a gekoppelt ist, kann die Dre­ hung der umlaufenden Schnecke um die Buchse 6 verhindert wer­ den.

Bei Ausführen einer Orbitalbewegung der umlaufenden Schnecke 7 gleiten die zweiten Enden 10b der Rollen 10 in Berührung mit den zugeordneten Einsenkungen 7c der Bodenplatte 7. Des­ halb empfängt der Ring 9 die Kraft, die diesen Ring zwingt, um die Achse L2 der Buchse 6 zu drehen. Da jedoch die ersten Enden 10a der Rollen 10 in Berührung mit den zugeordneten Ein­ senkungen 2b der ortsfesten Druckaufnahmewand 2a gleiten, wird die Drehung des Rings 9 um die Achse L2 der Buchse 6 unterbunden, während dessen Umlauf zugelassen wird.

Gemäß der Erfindung wird die Verdichtungsgegenwirkungskraft des Gases auf die Druckaufnahmewand 2a über die Anlage der Bodenplatte 7 an den Höckern 9b und die Anlage der Höcker 9A an der Druckaufnahmewand 2a übertragen. In Übereinstimmung mit dem herkömmlichen, in Fig. 9 gezeigten Kompressor wird jedoch die Verdichtungsgegenwirkungskraft durch eine Mehrzahl von Rollen auf den festen Laufring 116 übertragen. Da diese Rollen dazu dienen, im Zusammenwirken mit den Taschen die Drehung der umlaufenden Schnecke zu verhindern, sind eine Bearbeitung mit hoher Präzision und eine große Anzahl von Rollen erforderlich, wodurch die Herstellungskosten erheblich erhöht werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Verdichtungsgegen­ wirkungskraft des Gases auch auf die Druckaufnahmewand 2a mit Hilfe der Höcker des Rings 9 übertragen. Es ist deshalb möglich, die Anzahl der Rollen 10 gemäß der Erfindung auf vier oder sogar drei zu vermindern, wodurch die Herstellungs­ kosten entsprechen herabgesetzt werden. Da lediglich ein ein­ ziger Ring 9 erforderlich ist, um diese Rollen 10 zu lagern, kann der erfindungsgemäße Kompressor mit vergleichsweise sehr viel geringeren Kosten als der herkömmliche, zwei Ringe verwen­ dende Kompressor hergestellt werden.

Wenn die umlaufende Schnecke 7 eine Orbitalbewegung ausführt, wird jede Rolle 10 am Ring 9 von zwei unterschiedlichen Rich­ tungen durch die Wände der vorderen und hinteren Einsenkungen 2b sowie 7c einem Druck ausgesetzt und neigt zu einem Kippen. Als Ergebnis tendiert der gesamte Ring 9 zu einer Schräglage. Im normalen Betrieb des Kompressors wird jedoch der Ring 9 durch die Verdichtungsgegenwirkungskraft zwischen der Boden­ platte 7a und der Druckaufnahmewand 2a gehalten, so daß die Rollen 10 im Gegensatz zu den Rollen des herkömmlichen Kompres­ sors tatsächlich eine Schräglage nicht einnehmen.

Falls der Ring 9 sich neigen sollte, so erfolgt das, wenn die Verdichtungsgegenwirkungskraft niedrig ist, d. h., wenn der Kompressor in Betrieb genommen wird. Falls die sphärischen An­ lageflächen 9a und 9b der Höcker 9A und 9B einen großen Krüm­ mungsradius haben, wird sich jedoch die Berührung zwischen der Fläche 9a des Höckers 9A mit der Druckaufnahmewand 2a nicht ändern, selbst wenn sich der Ring 9 geringfügig schrägstellt. In gleichartiger Weise wird sich die Berührung zwischen der Fläche 9b des Höckers 9B mit der Bodenplatte 7a nicht ändern. Deshalb werden die Anlageflächen 9a und 9b der Höcker 9A und 9B nicht lokal mit der Bodenplatte 7a oder der Druckaufnahme­ wand 2a in Berührung kommen, so daß die Flächen 9a, 9b und die Bodenplatte 7a sowie die Wand 2a überlegene Abrieb- oder Verschleißeigenschaften darbieten.

Aufgrund der Tatsache, daß die einander entgegengesetzten Flä­ chen der Druckaufnahmewand 2a und der Bodenplatte 7a eben sind, werden zwischen dem Ring 9, der Druckaufnahmewand 2a und der Bodenplatte 7a Spalte an Teilen außerhalb derer, die die Höcker berühren, gebildet. Ein Schmieröl im Kühlgas tritt in die Spalten ein, so daß die Anlageflächen 9a und 9b immer gänzlich geschmiert werden. Als Ergebnis zeigen diese Anlage­ flächen 9a und 9b überlegene Abriebeigenschaften.

Bei einer anderen Ausführungsform dieser Erfindung weisen der Mechanismus zur Unterbindung der Drehung der umlaufenden Schnecke und der Mechanismus zur Aufnahme der Verdichtungsge­ genwirkungskraft des Gases unterschiedliche Konstruktionen zu denjenigen, die zur vorherigen Ausführungsform beschrieben wurden, auf.

Wie in den Fig. 5-8 gezeigt ist, ist ein Paar von festen Zylinderelementen 13A1 und 13A2 an der Druckaufnahmewand 2a des vorderen Gehäuseteils 2, die der umlaufenden Schnecke 7 gegenüberliegt, fest angebracht. Ein Paar von bewegbaren Zy­ linderelementen 13B1 und 13B2 ist an der Bodenplatte 7a gehal­ ten. Die festen Elemente 13A1 und 13A2 sind mit Bezug zur Ach­ se L1 der Drehwelle 3 mit 180° voneinander beabstandet ange­ ordnet. In gleichartiger Weise haben die bewegbaren Elemente 13B1 und 13B2 einen Abstand von 180° voneinander mit Bezug zur Achse L2 der Buchse 6.

Ein zwischen der Bodenplatte 7a und dem vorderen Gehäuseteil 2 angeordneter Ring 14 hat vier Löcher 14a1, 14a2, 14b1 und 14b2, die in der Umfangsrichtung mit Phasenunterschieden von 90° aus­ gebildet sind. Die zwei Löcher 14a1 und 14a2 sind mit 180° von­ einander mit Bezug zum Drehzentrum des Rings 14 beabstandet, während die beiden Löcher 14b1 und 14b2 voneinander mit Bezug zum Drehzentrum des Rings 14 ebenfalls mit 180° beabstandet sind.

Die Fig. 8 ist eine perspektivische Übersichtsdarstellung, die die umlaufende Schnecke 7, die festen Zylinderelemente 13A1 und 13A2, die bewegbaren Zylinderelemente 13B1 und 13B2 sowie den Ring 14 zeigt. Wie den Fig. 5-8 zu entnehmen ist, sind die festen Elemente 13A1 und 13A2 in jeweilige Löcher 14a1 und 14a2 der Druckaufnahmewand 2a eingesetzt. Die beweg­ baren Elemente 13B1 und 13B2 sind in zugeordnete Löcher 14b1 und 14b2 für die umlaufende Schnecke 7 eingesetzt. Somit sind die festen Elemente 13A1 sowie 13A2 und die bewegbaren Elemen­ te 13B1 sowie 13B2 alternierend angeordnet.

Höcker oder Buckel 14A und 14B sind in einer Mehrzahl einstückig an beiden Flächen des Rings 14 ausgestaltet. Ein Höcker­ paar 14A und ein Höckerpaar 14B sind zwischen jedem Paar von jeweils benachbarten Löchern 14a1, 14a2, 14b1 und 14b2 ange­ ordnet. Die Höcker 14A und 14B übertragen die Verdichtungsge­ genwirkungsgegenkraft des Gases in der Kompressionskammer P, die auf die umlaufende Schnecke 7 wirkt, auf die Druckaufnahme­ wand 2a des vorderen Gehäuseteils 2. Die Höcker 14A und 14B haben Anlageflächen 14c und 14d, die wie bei der vorherigen Ausführungsform mit großen Radien gekrümmt sind.

Die Fig. 6 und 7 zeigen die umlaufende Schnecke 7 in Positio­ nen, die mit 180° einander entgegengesetzt sind. In Fig. 6 hat sich die umlaufende Schnecke 7 zum oberen Endpunkt ihres Umlaufs bewegt. Hier sind die bewegbaren Elemente 13B1 und 13B2 mit den höchstgelegenen Teilen der Innenwände der zugeordne­ ten Löcher 14b1 und 14b2 in Berührung. Demzufolge hat sich das Zentrum des Rings 14 (in etwa gleich der Achse L2 der um­ laufenden Schnecke) zur obersten Position des Umlaufbereichs der umlaufenden Schnecke 7 bewegt. Die untersten Teile der Innenwände der Löcher 14a1 und 14a2 berühren deshalb jeweils die festen Elemente 13A1 und 13A2.

Wenn sich die Exzenterwelle 4 um 180° aus der in Fig. 6 ge­ zeigten Position heraus bewegt, bewegt sich die umlaufende Schnecke 7 zur tiefsten Position ihres Umlaufs. Als Ergebnis kommen die bewegbaren Elemente 13B1 und 13B2 mit den tiefst­ liegenden Teilen der zugeordneten Löcher 14b1 und 14b2 in Be­ rührung. Zu dieser Zeit hat sich das Zentrum des Rings 14 zur tiefsten Position des Umlaufs der umlaufenden Schnecke 7 mit Bezug zur Achse L1 der Drehwelle 3 bewegt. Deshalb berüh­ ren die höchstliegenden Teile der Innenwände der Löcher 14a1 und 14a2 jeweils die festen Zylinderelemente 13A1 und 13A2.

Es sei angenommen, daß der Durchmesser eines jeden der Löcher 14a1, 14a2, 14b1 und 14b2 gleich D und der Durchmesser eines jeden festen Elements 13A1, 13A2 sowie der bewegbaren Elemente 13B1, 13B2 gleich d ist, so ändert sich die Position der beweg­ baren Elemente 13B1 und 13B2 um 2(D-d). Diese Strecke ist das Doppelte des Umlaufbahnradius r der Buchse 6. Deshalb er­ füllen der Durchmesser D der Löcher 14a1, 14a2, 14b1 und 14b2, der Durchmesser d der festen Zylinderelemente 13A1 und 13A2 sowie der bewegbaren Elemente 13B1 und 13B2 und der Umlaufbahn­ radius r der Buchse 6 die Beziehung D = d + 2r. Durch diese Beziehung wird der Radius der umlaufenden Schnecke 7 bestimmt.

Ein Paar von bewegbaren Elementen 13B1 und 13B2 tendiert zu einem Umlauf um die Achse L2 der Buchse 6. Ein Paar von festen Elementen 13A1 und 13A2 ist im Gegensatz zu den bewegbaren Elementen 13B1 und 13B2 an der vorderen Gehäusehälfte 2 fest angebracht. Deshalb verhindert das feste Element 13A1, das mit dem Loch 14a1 in Berührung ist, die Drehung des Rings 14 in der einen Richtung, während das feste Element 13A2, das mit dem Loch 14a2 in Berührung ist, die Drehung des Rings in der anderen Richtung unterbindet. Deshalb wird die umlaufende Schnecke 7 nicht um die Achse L2 der Buchse 6 drehen.

Bei der beschriebenen Ausführungsform sind lediglich das eine Paar von Löchern 14a1 und 14a2 für das Paar von festen Zylin­ derelementen 13A1 und 13A2 sowie das alleinige Paar von Löchern 14b1 und 14b2 für das Paar von bewegbaren Zylinderelementen 13B1 und 13B2 vorgesehen. Das vermindert die Präzision, die Zeit und die Kosten, die für die Herstellung des Kompressors notwendig sind.

Bei der in Rede stehenden Ausführungsform sind auch Spalte zwischen den Anlageflächen 14c der Höcker 14A sowie der Druck­ aufnahmewand 2a und zwischen der Anlagefläche 14d der Höcker 14B sowie der Bodenplatte 7a ausgebildet. Ein im Kühlgas be­ findliches Schmieröl wird in diese Spalten eintreten, so daß die Anlageflächen 14c und 14d immer in ausreichendem Maß ge­ schmiert werden. Als Ergebnis wird an den Anlageflächen 14a und 14b ein Abrieb kaum oder nicht in Erscheinung treten.

Wie beschrieben wurde, wird durch die Erfindung ein Kompressor mit einer stationären sowie einer bewegbaren Schnecke offenbart. Um komprimiertes Gas zu erzeugen, ist zwischen den beiden Schnecken eine Kompressionskammer abgegrenzt. Ein Druckaufnah­ meorgan empfängt die Verdichtungsgegenwirkungskraft des kompri­ mierten Gases. An der bewegbaren Schnecke ist eine Bodenplatte vorhanden. Zwischen dem Druckaufnahmeorgan und dieser Boden­ platte ist ein drehbarer Ring angeordnet, der erste und zwei­ te Flächen hat, die jeweils dem Druckaufnahmeorgan bzw. der Bo­ denplatte gegenüberliegen. Die erste Fläche des Rings besitzt eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung beabstandeten und mit vor­ bestimmten Abständen angeordneten ersten Elementen. Eine Mehr­ zahl von ersten Einsenkungen ist im Druckaufnahmeorgan ausge­ bildet, wobei die ersten Elemente jeweils in die ersten Einsen­ kungen eingesetzt sind. Die zweite Fläche des Rings besitzt mehrere zweite, in Umfangsrichtung beabstandete, mit vorbe­ stimmten Abständen angeordnete Elemente. In der Bodenplatte sind mehrere zweite Einsenkungen ausgebildet, in die jeweils ein zweites Element eingesetzt ist. Bei einem Umlauf der be­ wegbaren Schnecke bewegen sich die ersten und zweiten Elemente in den ersten und zweiten Einsenkungen, um eine Drehung der bewegbaren Schnecke und des Rings zu unterbinden. Zur Übertra­ gung der Verdichtungsgegenwirkungskraft des Gases, die auf die bewegbare Schnecke wirkt, auf das Druckaufnahmeorgan sind die erste und zweite Fläche des Rings mit mehreren zum Druckaufnahmeorgan sowie zur Bodenplatte vorragenden Höckern versehen, die im wesentlichen sphärische Anlageflächen zur An­ lage mit diesen Teilen haben.

Claims (5)

1. Schneckenkompressor mit einer stationären Schnecke (1), mit einer der stationären Schnecke gegenüberliegenden, zur Ausführung eines Umlaufs gelagerten bewegbaren Schnecke (7) und mit einer zwischen der stationären sowie der bewegbaren Schnecke abgegrenzten Kompressions­ kammer (P), um Druckgas zu liefern, gekennzeichnet durch:

• - ein die Verdichtungsreaktionskraft des in der Kompres­ sionskammer (P) erzeugten Druckgases, die auf die beweg­ bare Schnecke (7) wirkt, empfangendes Druckaufnahmeorgan (2a)
• - eine an der bewegbaren Schnecke (7) ausgebildete Boden­ platte (7a),
• - einen zwischen dem Druckaufnahmeorgan (2a) sowie der Bodenplatte (7a) angeordneten drehbaren Ring (9) mit einer ersten, dem Druckaufnahmeorgan zugewandten Fläche und mit einer zweiten, der Bodenplatte zugewandten Fläche,
• - eine Mehrzahl von ersten Elementen (10a), die in Umfangs­ richtung mit vorbestimmten Abständen voneinander an ent­ weder dem Druckaufnahmeorgan (2a) oder der ersten Fläche des drehbaren Rings (9) vorgesehen sind,
• - eine Mehrzahl von ersten Einsenkungen (2b), die in ent­ weder der ersten Fläche des drehbaren Rings (9) oder dem Druckaufnahmeorgan (2a) vorgesehen und in welche die ersten Elemente (10a) eingesetzt sind,
• - eine Mehrzahl von zweiten Elementen (10b), die in Umfangs­ richtung mit vorbestimmten Abständen voneinander an entwe­ der der Bodenplatte (7a) oder der zweiten Fläche des dreh­ baren Rings (9) vorgesehen sind,
• - eine Mehrzahl von zweiten Einsenkungen (7c), die in ent­ weder der zweiten Fläche des Rings (9) oder der Bodenplat­ te (7a) vorgesehen und in welche die zweiten Elemente (10b) eingesetzt sind, wobei sich bei einem Umlauf der bewegbaren Schnecke (7) die ersten sowie zweiten Elemente (10a, 10b) innerhalb der ersten sowie zweiten Einsenkungen (2b, 7c) bewegen, um eine Drehung der bewegbaren Schnecke (7) sowie des Rings (9) zu unterbinden, und
• - eine Mehrzahl von an der ersten sowie zweiten Fläche des Rings (9) ausgebildeten Höckern (9A, 9B), die die Verdich­ tungsreaktionskraft des Druckgases übertragen und zum Druck­ aufnahmeorgan (2a) sowie zur Bodenplatte (7a) hin vorste­ hen und mit dem Druckaufnahmeorgan sowie der Bodenplatte in Berührung befindliche Anlageflächen (9a, 9b) haben.

2. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl von ersten Elementen (10a) und die Mehrzahl von zweiten Elementen (10b) zylinderförmig ausgestaltet sowie an der ersten und zweiten Fläche des Rings (9) vorhan­ den sind.

3. Kompressor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl von ersten und zweiten Elementen (10a, 10b) als einteilige Zylinderrollen (10) ausgebildet sind und den drehbaren Ring (9) durchsetzen.

4. Kompressor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinderrollen (10) und die Höcker (9A, 9B) alternie­ rend angeordnet sind.

5. Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Höcker (9A, 9B) kreisförmig gestaltete Basisteile besitzen und jede der Anlageflächen (9a, 9b) einen Krümmungsradius hat, der größer ist als ein Außendurch­ messer eines jeden der Basisteile.