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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG Feld der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Schneckentyp-Kompressor,
der Fluide unter Verwendung von stationären und beweglichen Schnecken
komprimieren kann, und insbesondere auf Schneckentyp-Kompressoren,
die eine Hochdruck-Kammer oder einen Hochdruck-Raum innerhalb des
Schneckentyp-Kompressors effizient abdichten können. Derartige Schneckentyp-Kompressoren
können
in Klimaanlagen-Systemen
und insbesondere in Kraftfahrzeug-Klimaanlagen-Systemen verwendet werden.
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Beschreibung des Stands
der Technik
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Ein
bekannter Schneckentyp-Kompressor ist in der offengelegten Japanischen
Patent-Veröffentlichungsnummer
H11-6487 offenbart,
wobei der Schneckentyp-Kompressor eine stationäre Schnecke sowie eine bewegliche
Schnecke, die innerhalb eines Kompressor-Gehäuses angeordnet sind, beinhaltet.
Eine Kompressions-Kammer ist durch einen Raum zwischen der stationären Schnecke
und der beweglichen Schnecke definiert. Wenn sich die bewegliche
Schnecke in Bezug auf die stationäre Schnecke bewegt, wird das
Volumen innerhalb der Kompressionskammer reduziert und ein in die
Kompressionskammer gezogenes Fluid wird somit komprimiert und aus
der Ausstoßöffnung ausgestoßen. Die
Ausstoßöffnung ist
innerhalb der beweglichen Schnecke in Übereinstimmung mit der Kompressionskammer
in ihrem Minimalvolumen vorgesehen. In der Kompressionskammer komprimiertes
Fluid wird gegenüber
der stationären
Schnecke ausgestoßen. Des
Weiteren weist die bewegliche Schnecke eine Nabe auf, die sich gegenüber der
stationären
Schnecke erstreckt. Die Nabe ist mit einem Antriebswellen-Element
derart gekoppelt, dass das Antriebswellen-Element bewirkt, dass
sich die bewegliche Schnecke entlang eines kreisförmigen Pfads
bewegt.
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Um
zu verhindern, dass das komprimierte Fluid zu einer Kammer mit niedrigerem
Druck oder einem Raum innerhalb des Kompressorgehäuses ausleckt,
ist eine Abdichtung zwischen der Basisplatte der beweglichen Schnecke
und dem Kompressorgehäuse
so vorgesehen, dass sie die Nabe der beweglichen Schnecke umgibt.
Jedoch muss bei den bekannten Schneckentyp-Kompressoren ein relativ großer Bereich
abgedichtet werden, um zu verhindern, dass das komprimierte Fluid
zu einem Raum mit niedrigerem Druck ausleckt, da die Abdichtung die äußere umfängliche
Oberfläche
der Nabe umgibt.
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Die
DE-A-199 59 422 beschreibt einen elektrischen Kompressor des abgedichteten
Typs.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es
ist daher ein Ziel der Erfindung, einen verbesserten Schneckentyp-Kompressor
zur Verfügung zu
stellen, der effektiv verhindert, dass das komprimierte Fluid zu
einem Raum mit niedrigerem Druck innerhalb des Kompressors ausleckt.
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Ein
Schneckentyp-Kompressor gemäß der Erfindung
umfasst:
eine stationäre
Welle,
eine Antriebswelle,
eine Nockenwelle, die mit der
Antriebswelle gekoppelt ist,
eine Buchse, die an der äußeren Oberfläche der
Nockenwelle angekoppelt ist,
eine bewegliche Schnecke, die
an der Nockenwelle gekoppelt ist, wobei die bewegliche Schnecke
neben der stationären
Schnecke angeordnet ist,
eine Kompressionskammer, die durch
einen Raum zwischen der stationären
Schnecke und der beweglichen Schnecke definiert ist, wobei ein Fluid
in der Kompressionskammer komprimiert ist, wenn die bewegliche Schnecke
mit Bezug auf die stationäre Schnecke
sich dreht oder umläuft,
eine
Ausstoßöffnung,
die innerhalb der beweglichen Schnecke definiert und geeignet ist,
das komprimierte Fluid zu einer Seite, die der stationären Schnecke gegenüberliegt,
auszustoßen,
gekennzeichnet
durch Mittel zum versiegeln eines Abstands zwischen der Buchse und
der Nockenwelle in radialer Richtung der Nockenwelle.
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In
dem repräsentativen
Schneckentyp-Kompressor gemäß der vorliegenden
Lehre wird ein komprimiertes Fluid unter Verwendung einer stationären Schnecke
und einer beweglichen Schnecke aus einer Ausstoßöffnung, die innerhalb der beweglichen Schnecke
vorgesehen ist, ausgestoßen.
Als Ergebnis dessen wird das Fluid gegenüber der stationären Schnecke
ausgestoßen.
Die bewegliche Schnecke dreht sich oder läuft mittels. einer Nockenwelle
in Bezug auf eine Antriebswelle um. Eine Buchse ist mit der Außenoberfläche der
Nockenwelle gekoppelt. Eine Abdichtung ist zwischen der Buchse und
der Nockenwelle vorgesehen. Des Weiteren kann sich die Abdichtung
in radialer Richtung der Nockenwelle verformen.
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Gemäß der vorliegenden
Lehre kann das Hochdruck-Fluid durch Abdichten eines relativ kleinen
Bereichs zwischen der Buchse und der Nockenwelle davon abgehalten
werden, zu Räumen
mit niedrigem Druck auszulecken. Daher kann eine dichte Abdichtung
zur Verfügung
gestellt werden. Des Weiteren kann, da die Abdichtung sich elastisch
in radialer Richtung der Nockenwelle verformen kann, der Eindruck
der die Nockenwelle kontaktierenden Buchse aufgrund der Kompressionskraft
in der Ursprungsstufe des Betriebs des Schneckentyp-Kompressors reduziert
oder eliminiert werden.
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Andere
Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nach
dem Lesen der nachfolgenden detaillierten. Beschreibung zusammen
mit den beiliegenden Zeichnungen und Ansprüchen deutlich verständlich.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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1 zeigt
den repräsentativen
Schneckentyp-Kompressor.
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2 zeigt
teilweise die Buchse und die Nockenwelle im Detail.
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3 zeigt
eine Querschnittsansicht entlang der Linie 100–100 aus 2.
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Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
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Es
werden repräsentative
Schneckentyp-Kompressoren gelehrt, die vorzugsweise eine stationäre Schnecke,
eine Antriebswelle, eine Nockenwelle, eine Buchse, eine bewegliche
Schnecke, eine Kompressionskammer sowie eine Ausstoßöffnung beinhalten.
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Die
Nockenwelle kann an einer Antriebswelle gekoppelt sein und die Buchse
kann mit der äußeren Oberfläche der
Nockenwelle gekoppelt sein. Die Nockenwelle bewirkt, dass die bewegliche
Schnecke generell entlang eines kreisförmigen Pfads in Bezug auf die
stationäre
Schnecke umläuft.
Die Kompressionskammer ist durch einen Raum zwischen der stationären Schnecke
und der beweglichen Schnecke definiert. Fluid kann in der Kompressionskammer komprimiert
werden, wenn sich die bewegliche Schnecke in Bezug auf die stationäre Schnecke
bewegt oder umläuft.
Die Ausstoßöffnung ist
innerhalb der beweglichen Schnecke definiert, um das komprimierte
Fluid zu der gegenüberliegenden
Seite der stationären
Schnecke freizugeben.
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Vorzugsweise
ist eine Abdichtung zwischen der Buchse und der Nockenwelle angeordnet.
Die umfängliche
Länge des
Abstands zwischen der Buchse und der Nockenwelle ist viel kleiner
als beispielsweise die umfängliche
Länge des
Abstands zwischen der Nabe der beweglichen Schnecke und dem Kompressorgehäuse. Daher
kann der Abdichtungsbereich minimiert werden und somit eine hohe Abdichtungseffizienz
erreicht werden. Als ein anderer Aspekt der vorliegenden Lehre kann
sich die Abdichtung elastisch in radialer Richtung der Nockenwelle verformen.
Darüber
hinaus kann die Buchse möglicherweise
aufgrund der Reaktionskraft, die durch die Kompression des Fluids
bewirkt wird, insbesondere wenn der Betrieb des Schneckentyp-Kompressors gestartet
wird, auf die Nockenwelle einwirken oder diese streifen. In solch
einem Fall kann die Abdichtung die Verschiebung der Buchse auf die
Nockenwelle hin aufnehmen. Als Ergebnis dessen verformt sich die
Abdichtung elastisch in axialer Richtung der Nockenwelle, um die
Verschiebung der Buchse aufzunehmen, und kann die Kollision dieser
zwei Elemente verhindern.
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Die
Abdichtung kann vorzugsweise als kreisförmiger Ring definiert sein.
Der kreisförmige
Ring kann sich vorzugsweise in radialer Richtung der Nockenwelle
elastisch verformen.
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Vorzugsweise
kann eine Basisplatte zwischen der Antriebswelle und der Nockenwelle
vorgesehen sein und die Abdichtung kann vorzugsweise die Basisplatte
berühren.
Durch Berühren
der Basisplatte wird die Abdichtungseffizienz erhöht. Des
Weiteren kann die Abdichtung vorzugsweise durch das in der Kompressionskammer
komprimierte und aus der Ausstoßöffnung ausgestoßene Fluid
auf die Basisplatte hin gedrückt
werden. Durch Drücken
der Abdichtung auf die Basisplatte hin kann die Abdichtungseffizienz
erhöht
werden.
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Jedes
der oben und nachfolgend offenbarten zusätzlichen Merkmale kann separat
oder in Verbindung mit anderen Merkmalen verwendet werden, um verbesserte
Schneckentyp-Kompressoren
für die Auslegung
und Verwendung derartiger Schneckentyp-Kompressoren zur Verfügung zu
stellen. Repräsentative
Beispiele der vorliegenden Erfindung, die viele dieser -zusätzlichen
Merkmale in Zusammenwirkung verwenden, werden nunmehr detailliert
mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. Diese detaillierte Beschreibung
ist lediglich dazu vorgesehen, dem Fachmann weitere Details zur
Ausführung
bevorzugter Aspekte der vorliegenden Lehre zur Verfügung zu
stellen und ist nicht dazu gedacht, den Schutzbereich der Erfindung
zu beschränken.
Nur die Patentansprüche
definieren den Schutzbereich der beanspruchten Erfindung. Daher
müssen
Kombinationen von in der nachfolgenden Detailbeschreibung offenbarten
Merkmalen nicht notwendigerweise die Erfindung in ihrem breitesten
Sinne ausführen und
sind im Gegensatz hierzu lediglich aufgeführt, einige repräsentative
Beispiele der Erfindung besonders zu beschreiben, wobei die detaillierte
Beschreibung nunmehr mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen
angegeben wird.
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Ein
repräsentativer
Schneckentyp-Kompressor ist in den 1 bis 3 gezeigt
und kann vorzugsweise innerhalb eines Kühl-Umlaufkreislaufes in einem
Kraftfahrzeug-Klimaanlagensystem
verwendet werden. Wie in 1 gezeigt, beinhaltet ein repräsentativer
Schneckentyp-Kompressor 1 ein Gehäuse 1a, welches durch
ein Zentralgehäuse 4,
ein Motorgehäuse 6 und
ein Endgehäuse 2a definiert
ist. Eine stationäre
Schnecke ist innerhalb des Endgehäuses 2a vorgesehen.
Eine bewegliche Schnecke 20 und andere geeignete Einrichtungen
zum Antreiben der beweglichen Schnecke 20 sind innerhalb
des Gehäuses 1a angeordnet.
Eine Endoberfläche
des Zentralgehäuses 4 ist
mit dem Endgehäuse 2a gekoppelt
und eine andere Endoberfläche
des Zentralgehäuses 4 ist
mit dem Motorgehäuse 6 gekoppelt. Ein
Antriebswelle 8 ist drehbar durch Radiallager 10 und 12 sowohl
in Zentralgehäuse 4 als
auch dem Motorgehäuse 6 abgestützt. Innerhalb
des Zentralgehäuses 4 ist
eine Nockenwelle 14 integral mit dem Ende der Antriebswelle 8 gekoppelt.
Obwohl die Antriebswelle 8 in dieser repräsentativen
Ausführungsform
durch einen in dem Motorgehäuse 6 angeordneten
elektrischen Motor angetrieben wird, ist die vorliegende Lehre naturgemäß auch auf
Schneckentyp-Kompressoren anwendbar, in denen die Antriebswelle 8 durch
den Kraftfahrzeugmotor, beispielsweise über Treibriemen, angetrieben
wird.
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Zwei
gegenseitig parallele Planarabschnitte 14a sind an der
Nockenwelle 14 definiert. Jedoch ist in 1 nur
ein Planarabschnitt 14a aufgrund der Vereinfachung der
Erläuterung
gezeigt. Eine Buchse 16 ist mittels der planaren Oberflächen 14a derart verbunden,
dass die Buchse 16 zusammen mit der Nockenwelle 14 rotieren
kann. Ein Balancegewicht 18 ist an einem Ende der Buchse 16 derart
angebracht, dass das Balancegewicht 18 zusammen mit der
Nockenwelle 14 rotieren kann. Die bewegliche Schnecke 20 beinhaltet
eine röhrenförmige Nase 24a an
der Oberfläche
gegenüber
der stationären
Schnecke 2 (an der rechten Seite der beweglichen Schnecke 20 in 1).
Des Weiteren ist die Buchse 16 mit der inneren umfänglichen
Oberfläche
der Nabe 24a mittels eines Nadellagers 22 gekoppelt. 3 zeigt eine
Querschnittsansicht der Nockenwelle 14, der Buchse 16 und
des Balancegewichts 18.
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Die
stationäre
Schnecke 2 beinhaltet eine Diffusorwand 28, die
von einer Basisplatte 26 der stationären Schnecke 2 auf
die bewegliche Schnecke hin 20 hervorsteht. Die bewegliche
Schnecke 20 beinhaltet eine bewegliche Diffusorwand 30,
die von der Basisplatte 24 der beweglichen Schnecke 20 auf
die stationäre
Schneck 2 hin hervorsteht. Die stationäre Diffusorwand 28 und
die bewegliche Diffusorwand 30 sind nebeneinander und vorzugsweise
ausgerichtet angeordnet, um ineinander zu greifen oder miteinander
einzurücken.
Eine Endabdichtung 28a ist am oberen Ende der stationären Diffusorwand 28 vorgesehen
und eine Endabdichtung 30a ist am oberen Ende der beweglichen
Diffusorwand 30 vorgesehen. Die Diffusorwände sind
ebenso als Spiralwickel (spiral wraps) bekannt, wobei diese Termini
austauschbar verwendet werden können.
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Die
stationäre
Diffusorwand 28 und die bewegliche Diffusorwand 30 stehen
ineinander in Kontakt und sind im Einrück-Eingriff angeordnet. Als
Ergebnis wird innerhalb eines durch die stationäre Schnecken-Basisplatte 26,
die stationäre
Diffusorwand 28, die bewegliche Schnecken-Basisplatte 24 und
die bewegliche Diffusorwand 30 umgebenden Raums definierte
Kompressionskammer 32 mit einer halbmondförmigen Form
definiert. Wenn sich die Antriebswelle 8 dreht, dreht sich
die Nockenwelle 14 oder läuft um die Rotationsachse der
Antriebswelle 8 um. Die Rotationsachse kann als zentrale
Längsachse
der Antriebswelle 8 definiert sein. Somit definiert der
Abstand zwischen der Nockenwelle 14 und der Rotationsachse
der Antriebswelle 8 den Durchmesser des Umlaufwegs. Wenn
sich die bewegliche Schnecke dreht oder um die Rotationsachse der
Antriebswelle 8 umläuft,
gleicht das Balancegewicht 18 die Zentrifugalkraft, die
durch die Umdrehung der beweglichen Schnecke 20 bewirkt
wird, aus.
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Eine
Ausstoßöffnung 50 ist
innerhalb der Basisplatte 24 der beweglichen Schnecke 20 definiert. Des
Weiteren ist innerhalb einer Ventilkammer 52 ein Ausstoßventil 54 vorgesehen.
Die Ventil-Speicherkammer 52 ist durch einen Raum an der
rückwärtigen Oberfläche (der
Oberfläche
gegenüber
der Nockenwelle 14) der Basisplatte 24 der beweglichen
Schnecke 20 definiert. Das Ausstoßventil 54 ist so
angeordnet, dass es der Ausstoßöffnung 50 gegenüber steht, um
die Ausstoßöffnung 50 zu öffnen und
zu verschließen.
Das Ausstoß-Ventil 54 beinhaltet
ein Blattventil (reed valve) 56 sowie eine Aufnahme 58.
Somit öffnet
und verschließt
das Blattventil (reed valve) 56 vorzugsweise die Ausstoßöffnung 50 und
weist eine Form auf, die ausreichend ist, die Öffnung der Ausstoßöffnung 50 abzudecken.
Die Aufnahme 58 steht dem Blattventil (reed valve) 56 gegenüber und
ist an der gegenüberliegenden
Seite der Ausstoßöffnung 50 angeordnet.
Innerhalb der Ventil-Speicherkammer 52 sind das Blattventil
(reed valve) 56 und die Aufnahme 58 an der rückwärtigen Oberfläche der
Basisplatte 24 der beweglichen Schnecke 20 mittels
eines Bolzens 54a fixiert.
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Die
rückwärtige Oberfläche der
Basisplatte 24 der beweglichen Schnecke 20 steht
einer Hochdruck-Kammer 53 gegenüber, die mittels der Ventil-Speicherkammer 52 und
eines Raums 70 definiert ist. Das Blattventil (reed valve) 58 ist
basierend auf der Druckdifferenz zwischen dem Druck innerhalb der
Hochdruckkammer 53 und des Drucks innerhalb der Kompressionskammer 32 (der
gleich dem Druck innerhalb der Ausstoßöffnung 50 ist) geöffnet und
geschlossen. Das Blattventil (reed valve) 56 öffnet die Ausstoßöffnung 50,
wenn der Druck innerhalb der Kompressionskammer 32 größer als
der Druck innerhalb der Hochdruckkammer 53 ist. Das Blattventil (reed
valve) 54 verschließt
die Ausstoßöffnung 50, wenn
der Druck innerhalb der Kompressionskammer 32 geringer
als der Druck innerhalb der Hochdruckkammer 53 ist. Die
Aufnahme 56 hält
das Blattventil (reed valve) 54 und definiert ebenso die
maximale Öffnung
des Blattventils (reed valve) 54.
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Ein
drehbarer Ring 34 ist zwischen der Basisplatte 24 der
beweglichen Schnecke 20 und dem Zentralgehäuse 4 angeordnet.
Der drehbare Ring 34 beinhaltet die Drehung verhindernde
Stifte 36, die auf die bewegliche Schnecke 20 hindurchstehen.
In dieser Ausführungsform
sind insgesamt vier die Rotation verhindernde Stifte 36 vorgesehen.
Jedoch sind in 1 nur zwei die Rotation verhindernde
Stifte 36 gezeigt. Eine Lagerplatte 38 ist zwischen
dem Zentralgehäuse 4 und
dem drehbaren Ring 34 vorgesehen. Jeder die Rotation verhindernde
Stift 36 greift jeweils in ein die Rotation verhinderndes
Loch 40, welches innerhalb der Lagerplatte 38 definiert,
ein. Des Weiteren greift jeder die Rotation verhindernde Stift 36 in
ein die Rotation verhinderndes Loch 42, welches innerhalb
der Basisplatte 24 der beweglichen Schnecke 20 definiert
ist, ein. Der Endabschnitt des die Rotation verhindernden Stifts 36 ist
in jedes korrespondierende, die Rotation verhinderndes Loch 40, 42 eingeführt.
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Ein
Stator 46 ist an der inneren umfänglichen Oberfläche des
Motorgehäuses 6 vorgesehen.
Des Weiteren ist ein Rotor 48 mit der Antriebswelle 8 gekoppelt.
Der Stator 46 und der Rotor 48 definieren einen
elektrischen Motor, der die Antriebswelle 8 dreht. Somit
sind die vorliegenden Schneckentyp-Kompressoren insbesondere für Hybrid-
oder elektrische Fahrzeuge, die unter Verwendung von elektrischer Energie
betrieben werden, sinnvoll. Jedoch ist ein elektrischer Motor nicht
für die
vorliegende Lehre wesentlich und der vorliegende Schneckentyp-Kompressor
kann leicht für
die Verwendung mit Verbrennungsmotoren modifiziert werden.
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Wenn
sich die Antriebswelle 8 zusammen mit der Nockenwelle 14 dreht,
dreht sich (läuft
um) die Nockenwelle 14 um die Rotationsachse der Antriebswelle 8.
Ebenso dreht sich die Nockenwelle 14 um ihre Rotationsachse
(die gleiche wie die Rotationsachse der Nockenwelle 14).
Jedoch erlaubt der die Rotation verhindernde Stift 36 der
beweglichen Schnecke 20 nur, die Kreisbewegung der Nockenwelle 14 mittels
des Nadellagers 22 aufzunehmen. Des Weiteren wird die Drehung
der Nockenwelle 14 aufgrund des die Rotation verhindernden
Stifts 36 nicht auf die bewegliche Schnecke übertragen.
Als Ergebnis der Kreisbewegung der beweglichen Schnecke in Bezug
auf die stationäre
Schnecke 2 wird Kühlgas
(Fluid) aus einem Sauganschluss 44 in die Kompressionskammer 32,
die zwischen der stationären
Schnecke 2 und der beweglichen Schnecke 20 definiert
ist, gesogen. Im Zusammenwirken mit der Drehung der beweglichen
Schnecke 20 gleitet die Oberfläche des die Rotation verhindernden
Stifts 36 entlang der Oberfläche der jeweiligen der Rotation verhindernden
Löcher 40 und 42.
Der innere Durchmesser „D" der die Rotation
verhindernden Löcher 40, 42,
der äußere Durchmesser „d" der die Rotation verhindernden
Stifte 36 sowie der Dreh-(Umlauf-)Radius „r" der Buchse 16 sind
vorzugsweise in Beziehung zueinander, so wie mit der Gleichung „D=d+r" definiert. Aufgrund
dieser Beziehung ist der Dreh-(Umlauf-)Radius der beweglichen Schnecke 20 durch „r" definiert und der
drehbare Ring 34 dreht sich mit einem Radius, der die Hälfte des
Drehradius „r" der beweglichen
Schnecke 20 ist.
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Während die
Nockenwelle 14 sich dreht und umläuft, wird die bewegliche Schnecke 20 davon
abgehalten, sich zu drehen, da der innere Umfang der jeweiligen
die Rotation verhindernden Löcher 42 in Kontakt
mit den die Rotation verhindernden Stiften 36 an dem drehbaren
Ring 34 steht.
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Wenn
sich die Nockenwelle 14 dreht, läuft die bewegliche Schnecke 20,
die mittels des Nadellagers 22 mit der Nockenwelle 14 verbunden
ist, um die Rotationsachse herum. Wenn die bewegliche Schnecke 20 mit
Bezug auf die stationäre
Schnecke 2 umläuft,
wird das Kühlgas
(Fluid) aus dem Sauganschluss 44 in die Kompressionskammer 32 gesogen und
die Kompressionskammer 32 reduziert dessen Volumen auf
das Zentrum der Schnecken 2, 20 hin. Aufgrund
der Volumenreduktion der Kompressionskammer 32 wird das
Kühlgas
komprimiert und erreicht einen Hochdruck-Zustand.
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Das
komprimierte Hochdruck-Kühlgas
wird aus der Ausstoßöffnung 50 in
die Hochdruck-Kammer 53 ausgestoßen, wenn das Ausstoßventil 52 die Ausstoßöffnung 50 öffnet. Der
Raum 70 der Hochdruck-Kammer 53 steht mit dem
Inneren des Motorgehäuses 6 über eine
Passage 72, die innerhalb der Nockenwelle 14 und
der Antriebswelle 8 ausgeformt ist, in Wirkverbindung.
Des Weiteren wird das in das Motorgehäuse 6 eingeführte Kühlgas aus
der in der Antriebswelle 8 vorgesehenen Passage 74 über einen
Auslass 76, der in einem Wandabschnitt des Motorgehäuses 6 ausgeformt
ist, in einen externen Klimaanlagen-Kreislauf ausgestoßen. Da
das Kühlgas durch
das Innere des Motorgehäuses 6 übermittelt wird,
kann das Kühlgas
den elektrischen Motor (d.h. den Rotor 48 und den Stator 46)
während
des Betriebs abkühlen.
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Wie
in 2 gezeigt, ist ein zylindrischer Raum 16b zwischen
der inneren Oberfläche
der Buchse 16 und der äußeren Oberfläche der
Nockenwelle 14 definiert. Der zylindrische Raum 16b beinhaltet
eine Abdichtungskammer 16c und eine Abdicht-Druckkammer 16d.
Die Abdichtung 15 ist innerhalb der Abdichtungs-Speicherkammer 16c zwischen
der Buchse 16 und der Nockenwelle 14 angeordnet.
Die Abdichtung 15 trennt die Hochdruck-Kammer 53 von
einer Niederdruck-Kammer 80 (siehe 1 und 3).
Die Abdichtungs-Druckkammer 16d ist neben der Seite der
Abdichtungskammer 16c vorgesehen und steht mit der Hochdruck-Kammer 53 über den
Abstand 16a zwischen der Buchse 16 und der Nockenwelle 14 in
Wirkverbindung. Daher kann Hochdruck-Kühlgas innerhalb der Hochdruck-Kammer 53 in
die Abdichtungs-Druckkammer 16d eingeführt werden. Somit wird die
Abdichtung 15 auf die Basisplatte 13 mittels des
Hochdruck-Kühlgases
innerhalb der Abdichtungs-Druckkammer 16d gedrückt und
die Abdichtung 15 wird die Basisplatte 13 berühren.
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Die
Abdichtung 15 verhindert, dass das Kühlgas aus der Hochdruck-Kammer 53 zu
der Niederdruck-Kammer 80 (siehe 1 und 3)
ausleckt. Die Abdichtung 15 umfasst vorzugsweise ein elastisches
Material, so wie Gummi oder ein anderes synthetisches Harz, und
weist einen kreisförmigen
Querschnitt auf. Durch Ausformen der Abdichtung 15 aus einem
elastischen Material kann sich die Abdichtung 15 deformieren,
wenn eine Kraft auf die Abdichtung 15 ausgeübt wird.
Auf der anderen Seite kann sich die Buchse 16 möglicherweise
auf die äußere Oberfläche der
Nockenwelle 14 mit Bezug auf den Abstand 16a zwischen
der inneren Oberfläche
der Buchse 16 und der äußeren Oberfläche der
Nockenwelle 14 bewegen. Wenn sich die Buchse 16 auf
die Nockenwelle 14 hin bewegt, nimmt die Abdichtung 15 die
Verschiebung der Buchse 16 durch ihre elastische Verformung
auf. Als Ergebnis kann verhindert werden, dass die Buchse 16 auf
die Nockenwelle auftrifft.
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Wie
in 2 gezeigt, kontaktiert die Abdichtung 15 nicht
nur die innere Oberfläche
der Buchse 16 und die äußere Oberfläche der
Nockenwelle 14, sondern ebenso die Basisplatte 13.
Somit kann die Abdichtungseffizienz erhöht werden.
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Darüber hinaus
ist die Höhe
der Abdichtungs-Speicherkammer 16c, gemessen in Radialrichtung
der Nockenwelle 14, größer als
die Höhe
der Abdichtungs-Druckkammer 16d. Daher kann, wenn sich
die Buchse 16 auf die Basisplatte 13 (rechts in 2)
hin bewegt, ein Abdichtungsabschnitt 16e der Buchse 16 die
Abdichtung 15 auf die Basisplatte 13 drücken und
die Abdichtungseffizienz erhöht
werden. Des Weiteren kann, wie dies bereits oben erläutert wurde,
eine dichte Abdichtung sichergestellt werden, da das Hochdruck-Gas
innerhalb der Abdichtungs-Druckkammer 16d die Abdichtung 15 auf
die Basisplatte 13 hin drückt. Naturgemäß kann jedes Vorspannelement,
so wie eine Feder, dazu verwendet werden, die Abdichtung 15 auf
die Basisplatte 13 hin zu drücken.