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Hintergrund
der Erfindung
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Gebiet der
Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Spiralverdichter, die ein Fluid (z.B.
ein Kühlgas)
durch Verwendung von feststehenden und bewegbaren Spiralen komprimieren
können,
und das komprimierte Fluid über
ein Ablassventil ablassen können.
Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere Spiralverdichter,
die eine kompakte innere Struktur aufweisen, und die bei Fahrzeug-Klimaanlagensystemen
verwendet werden.
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Beschreibung des Stands
der Technik
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Ein
bekannter Spiralverdichter ist in der Japanischen Offenlegungsschrift
Nr. H11-2194 offenbart, wobei der Spiralverdichter eine Antriebswelle, ein
Antriebswellenelement mit einer Kurbelwelle, die an die Antriebswelle
gekoppelt ist, eine feststehende Spirale und eine bewegbare Spirale,
die an die Kurbelwelle gekoppelt ist, umfasst. Eine Kompressionskammer
ist durch einen Raum zwischen der feststehenden Spirale und der
bewegbaren Spirale definiert. Wenn die Antriebswelle rotiert, rotiert
das Antriebswellenelement zusammen mit der Antriebswelle, und gleichzeitig
bewegt sich das Antriebswellenelement orbitierend um eine Rotationsachse,
oder dreht sich um sie. Die Dreh- oder Orbitalbewegung des Antriebswellenelements
wird an die bewegbare Spirale mittels eines Lagerelements übertragen,
das zwischen dem Antriebswellenelement und der bewegbaren Spirale
vorgesehen ist. Wenn sich die bewegbare Spirale orbitierend bezüglich der
feststehenden Spirale bewegt, wird das Volumen der Kompressionskammer
vermindert, und somit wird das in die Kompressionskammer gezogene
Fluid komprimiert und aus der Ablassöffnung abgelassen. Die Ablassöffnung ist
in der bewegbaren Spirale in Übereinstimmung
mit der Kompressionskammer bei ihrem minimalen Volumen definiert.
Die Ablassöffnung
wird mittels eines Ablassventils geöffnet und geschlossen. Wenn
das Ablassventil die Ablassöffnung
schließt, kann
ein Rückfluss
des komprimierten Fluids zu der Kompressionskammer verhindert werden.
Auf der anderen Seite, wenn das Ablassventil die Ablassöffnung öffnet, kann
das komprimierte Fluid aus der Ablassöffnung abgelassen werden.
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In
der JP 11-022659 wird eine Spiralfluidmaschine beschrieben, mit
einer verbesserten Balance einer bewegbaren Verbindung, um Vibrationen
zu vermindern und um die Größe und das
Gewicht der Maschine zu vermindern.
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Um
den Energieverlust während
des Betriebs des Spiralverdichters zu verringern, ist es notwendig
die Wärmeerzeugung
zu vermindern, die dadurch bewirkt wird, dass die Kurbelwelle das
Lagerelement unter Reibung berührt.
Somit wurden, um eine derartige Wärmeerzeugung zu verringern,
die Oberflächenbereiche
der Kurbelwelle und des Lagerelements durch ein Reduzieren der Durchmesser der
Kurbelwelle und des Lagerelements verringert. Der Abschnitt der
bewegbaren Spirale, der das Ablassventil umfasst, muss jedoch folglich
auch verringert werden, wenn die Durchmesser der Kurbelwelle und
des Lagerelements reduziert sind. Als Folge davon muss auch bei
dem Ablassventil die Größe verringert
werden, wodurch Design-Optionen für das Ablassventil begrenzt
werden.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es
ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung verbesserte Spiralverdichter
zu schaffen, die den Energieverlust aufgrund der Wärmeerzeugung
verringern können,
die dadurch bewirkt wird, dass sich die rotierenden Abschnitte des
Spiralverdichters unter Reibung berühren, während dennoch ein ausreichender
Bereich geschaffen wird, um ein Ablassventil zu installieren.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein Spiralverdichter geschaffen, mit: einer feststehenden Spirale;
einer Antriebswelle; einer Kurbelwelle, die mit der Antriebswelle
gekoppelt ist; einem Lagerelement, das mit der Kurbelwelle gekoppelt
ist; einer bewegbaren Spirale, die mit der Kurbelwelle gekoppelt ist,
wobei die bewegbare Spirale an die feststehende Spirale angrenzend
angeordnet ist, und die bewegbare Spirale einen Ansatz aufweist,
der sich in der axialen Richtung der Kurbelwelle erstreckt; einer Kompressionskammer,
die durch einen Raum zwischen der feststehenden Spirale und der
bewegbaren Spirale definiert ist, wobei ein Fluid in der Kompressionskammer
komprimiert wird, wenn sich die bewegbare Spirale bezüglich der
feststehenden Spirale dreht oder orbitierend bewegt; einer Ablassöffnung,
die innerhalb der bewegbaren Spirale definiert ist und durch die
das komprimierte Fluid zu einer der feststehenden Spirale abgewandten
Seite ablassbar ist; einem Ablassventil, das mit der Ablassöffnung gekoppelt
ist, und zum Öffnen
und Schließen
der Ablassöffnung
betreibbar ist; gekennzeichnet durch einen Abstandshalter, der zwischen
dem Ansatz und dem Lagerelement vorgesehen ist, wobei der Abstandshalter
eine orbitierende Bewegung bzw. Orbitalbewegung der Kurbelwelle
an die bewegbare Spirale überträgt.
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Bei
Spiralverdichtern gemäß der vorliegenden
Lehre ist eine Kurbelwelle an eine bewegbare Spirale gekoppelt,
und die bewegbare Spirale dreht sich oder bewegt sich orbitierend über ein
Lagerelement. Ferner ist ein Abstandshalter zwischen dem Ansatz
der bewegbaren Spirale und dem Lagerelement angeordnet.
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Gemäß der vorliegenden
Lehre kann, weil der Abstandshalter zwischen dem Ansatz und dem Lagerelement
vorgesehen ist, der Durchmesser des Lagerelements reduziert sein,
während
der Durchmesser des Ansatzes nicht reduziert wird. Das heißt, die
bewegbare Spirale kann einen ausreichenden Bereich aufweisen, um
ein Ablassventil anzubringen, und deshalb ist es nicht notwendig,
die Abmessung eines Ablassventils zu verringern. Auf der anderen Seite
kann die Wärmeerzeugung
aufgrund des Reibungskontakts zwischen dem Ansatz und dem Lagerelement
verringert werden, weil der Durchmesser des Lagerelements und der
Durchmesser der Kurbelwelle mittels des Abstandshalters reduziert
werden können.
Deshalb kann ein kompaktes Raumdesign der Spiralverdichter realisiert
werden.
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Andere
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
nach dem Lesen der folgenden ausführlichen Beschreibung, zusammen
mit der beigefügten
Zeichnung und den Ansprüchen,
leicht verstanden werden.
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Kurze Beschreibung der
Zeichnungen
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1 zeigt
einen Spiralverdichter gemäß der repräsentativen
Ausführungsform.
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Ausführliche Beschreibung der Erfindung
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Der
repräsentative
Spiralverdichter kann zum Beispiel eine feststehende Spirale, eine
Antriebswelle, eine Kurbelwelle, ein Lagerelement, eine bewegbare
Spirale mit einem Ansatz, einen Abstandshalter, eine Kompressionskammer,
eine Ablassöffnung
und ein Ablassventil umfassen.
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Die
Kurbelwelle kann mit der Antriebswelle gekoppelt sein, und das Lagerelement
kann mit der Kurbelwelle gekoppelt sein. Die bewegbare Spirale kann
mit der Kurbelwelle gekoppelt sein, und wird sich somit um die Rotationsachse
der Antriebswelle orbitierend bewegen oder drehen, wenn die Antriebswelle
rotiert. Der Ansatz der bewegbaren Spirale kann sich in der axialen
Richtung der Kurbelwelle erstrecken. Der Abstandshalter kann zwischen
dem Ansatz und dem Lagerelement angeordnet sein. Die Kompressionskammer
kann durch einen Raum zwischen der feststehenden Spirale und der
bewegbaren Spirale definiert sein. Somit kann ein in die Kompressionskammer
gezogenenes Fluid in der Kompressionskammer komprimiert werden,
wenn sich die bewegbare Spirale bezüglich der feststehenden Spirale
dreht oder orbitierend bewegt. Die Ablassöffnung kann innerhalb der bewegbaren
Spirale definiert sein, um das komprimierte Fluid zu der gegenüberliegenden
Seite der feststehenden Spirale abzulassen, und das Ablassventil
kann die Ablassöffnung öffnen und
schließen.
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Das
Lagerelement ist vorzugsweise an den Ansatz über den Abstandshalter gekoppelt.
Somit kann die Orbitalbewegung der Kurbelwelle an den Ansatz der
bewegbaren Spirale über
das Lagerelement übertragen
werden. Das Lagerelement muss nicht den gleichen Durchmesser wie
der Ansatz aufweisen, da der Abstandshalter zwischen dem Lagerelement
und dem Ansatz angeordnet ist. Somit kann das Lagerelement eine
relativ kleine Abmessung aufweisen. Deshalb kann die Wärmeerzeugung,
die durch einen Reibungskontakt des Lagerelements mit der Kurbelwelle
verursacht wird, vermindert werden, und der Energieverlust während des
Betriebs des Spiralverdichters kann minimiert werden. Ferner muss
der Ansatz nicht den gleichen Durchmesser wie das Lagerelement aufweisen,
weil der Abstandshalter zwischen dem Ansatz und dem Lagerelement angeordnet
ist. Deshalb ist es nicht notwendig, die Abmessungen der bewegbaren
Spirale zu verringern, und somit kann ein ausreichender Bereich
zum Definieren des Ablassventils innerhalb der bewegbaren Spirale
vorgesehen werden.
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Bei
einem anderen Aspekt der vorliegenden Lehre kann das Ablassventil
vorzugsweise ein Blattventil und einen Halter umfassen, der das
Blattventil hält.
Vorzugsweise kann der Abstandshalter an der inneren Umfangsoberfläche des
Ansatzes befestigt sein, und einen Kontakt mit dem Ablassventil
herstellen. Bei dieser Verbindung, wenn das Ablassventil durch das
Blattventil und den Halter definiert ist, kann der Abstandshalter
vorzugsweise den Halter, der das Blattventil hält, berühren. Durch ein Befestigen
des Abstandshalters an dem Ansatz kann das an der bewegbaren Spirale
vorgesehene Blattventil durch den Abstandshalter zusammen mit dem
Halter gehalten werden, wobei der Abstandshalter auch an der bewegbaren
Spirale vorgesehen ist. Deshalb kann eine relative Verschiebung
des Ablassventils bezüglich des
Abstandshalters verhindert werden. Ferner kann das Lagerelement
vorzugsweise ein Gleit- oder Nadellager sein.
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Jedes
der oben und unten offenbarten zusätzlichen Merkmale und Verfahrensschritte
kann getrennt, oder in Verbindung mit anderen Merkmalen und Verfahrensschritten
verwendet werden, um verbesserte Spiralverdichter und Verfahren
zum Design und zur Verwendung derartiger Spiralverdichter zu schaffen.
Repräsentative
Beispiele der vorliegenden Erfindung, die viele dieser zusätzlichen
Merkmale und Verfahrensschritte in Verbindung verwenden, werden
nun unter Bezugnahme auf die Zeichnung detailliert beschrieben.
Die ausführliche
Beschreibung dient lediglich dazu, dass sie einem Fachmann weitere
Details zur Ausübung
bevorzugter Aspekte der vorliegenden Lehren lehrt, und es ist nicht
beabsichtigt, dass sie den Umfang der Erfindung beschränkt. Lediglich
die Ansprüche
definieren den Umfang der beanspruchten Erfindung. Deshalb müssen die
in der folgenden ausführlichen
Beschreibung offenbarten Kombinationen der Merkmale und Schritte
nicht unbedingt notwendig sein, um die Erfindung in ihrem weitesten
Sinn auszuführen,
und werden stattdessen lediglich gelehrt, um einige repräsentative
Beispiele der Erfindung besonders zu beschreiben, deren detaillierte
Beschreibung nun unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung dargelegt wird.
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Ein
repräsentativer
Spiralverdichter 1 wird in 1 gezeigt,
und kann vorzugsweise in einem Kühlmittel-Zirkulationskreislauf
in einem Fahrzeug-Klimaanlagensystemen verwendet werden. Wie in 1 gezeigt,
umfasst der repräsentative
Spiralverdichter 1 ein Gehäuse 1a, das durch
ein zentrales Gehäuse 4,
ein Motorgehäuse 6 und
ein Endgehäuse 2a definiert
wird. Eine feststehende Spirale 2 ist in dem Endgehäuse 2a angeordnet.
Eine bewegbare Spirale 20 und andere Vorrichtungen, welche die
bewegbare Spirale 20 antreiben, sind auch in dem Gehäuse 1a angeordnet.
Eine Endoberfläche des
zentralen Gehäuses 4 ist
mit dem Endgehäuse 2a gekoppelt,
und eine andere Endoberfläche
des zentralen Gehäuses 4 ist
mit dem Motorgehäuse 6 gekoppelt.
Eine Antriebswelle 8 wird durch Radiallager 10 und 12 in
beiden, dem zentralen Gehäuse 4 und
dem Motorgehäuse 6,
drehbar gestützt.
In dem zentralen Gehäuse 4 ist
eine Kurbelwelle 14 integral bzw. einstückig mit dem Ende der Antriebswelle 8 gekoppelt.
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Zwei
beiderseitig ebene Abschnitte 14a sind an der Kurbelwelle 14 ausgebildet.
In 1 wird jedoch lediglich ein ebener Abschnitt 14a gezeigt,
um die Erklärung
einfach gestalten zu können.
Eine Hülse 16 ist
mit der Kurbelwelle 14 mittels der ebenen Abschnitte 14a verbunden,
so dass die Hülse 16 zusammen
mit der Kurbelwelle 14 rotieren kann. Ein Ausgleichsgewicht 18 ist
an einem Ende der Hülse 16 angebracht,
so dass das Ausgleichsgewicht 18 mit der Kurbelwelle 14 zusammen
rotieren kann. Die bewegbare Spirale 20 umfasst einen rohrförmigen Ansatz 24a,
der an der Oberfläche
vorgesehen ist, die der feststehenden Spirale 2 gegenüberliegt
(auf der rechten Seite der bewegbaren Spirale 20 in 1).
Ferner koppelt ein Gleitlager 22 die Hülse 16 an die innere
Umfangsoberfläche
des Ansatzes 24a über
den Abstandshalterring 60. Das Gleitlager 22 ist ein
repräsentatives
Beispiel eines „Lagerelements", wie in der vorliegenden
Beschreibung und den Ansprüchen
verwendet.
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Die
feststehende Spirale 2 umfasst eine feststehende Spiralwand
(volute wall) 28, die von einer Grundplatte 26 der
feststehenden Spirale 2 zu der bewegbaren Spirale 20 vorsteht.
Die bewegbare Spirale 20 umfasst eine bewegbare Spiralwand 30,
die von der Grundplatte 24 der bewegbaren Spirale 20 zu
der feststehenden Spirale 2 vorsteht. Die feststehende
Spiralwand 28 und die bewegbare Spiralwand 30 sind
aneinander grenzend angeordnet, und vorzugsweise ausgerichtet, um
miteinander in Kontakt zu gelangen oder ineinander einzugreifen.
Eine Enddichtung 28a ist an dem oberen Ende der feststehenden
Spiralwand 28 vorgesehen, und eine Enddichtung 30a ist
an dem oberen Ende der bewegbaren Spiralwand 30 vorgesehen.
Die Spiralwände
sind auch im Stand der Technik als Spiralwindungen bekannt, und
diese Begriffe können
austauschbar verwendet werden.
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Die
feststehende Spiralwand 28 und die bewegbare Spiralwand 30 gelangen
miteinander in Kontakt, und sind ineinander eingreifend positioniert. Als
Folge davon wird eine Kompressionskammer 32 mit einer sichelförmigen Form
in dem Raum definiert, der durch die feststehende Spiralgrundplatte 26,
die feststehende Spiralwand 28, die bewegbare Spiralgrundplatte 24,
und die bewegbare Spiralwand 30 umgeben ist. Wenn die Antriebswelle 8 rotiert,
dreht sich die Kurbelwelle 14 oder bewegt sich orbitierend um
die Rotationsachse der Antriebswelle 8. Die Rotationsachse
kann als die mittige Längsachse
der Antriebswelle 8 definiert werden. Somit definiert der
Abstand zwischen der Kurbelwelle 14 und der Rotationsachse
der Antriebswelle 8 den Durchmesser des Orbitalpfads. Wenn
sich die bewegbare Spirale 20 dreht oder orbitierend um
die Rotationsachse der Antriebswelle 8 bewegt, versetzt
das Ausgleichsgewicht 18 die durch die Drehung der bewegbaren
Spirale 20 bewirkte Zentrifugalkraft.
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Eine
Ablassöffnung 50 ist
innerhalb der Grundplatte 24 der bewegbaren Spirale 20 definiert. Ferner
ist ein Blattventil 54 in einer Ventillagerkammer 52 vorgesehen.
Die Ventillagerkammer 52 ist durch einen Raum an der hinteren
Oberfläche
(die Oberfläche,
die der Kurbelwelle 14 gegenüberliegt) der Grundplatte 24 der
bewegbaren Spirale 20 definiert. Das Blattventil 54 ist
so angeordnet, dass es der Ablassöffnung 50 zugewandt
ist, um die Ablassöffnung 50 zu öffnen und
zu schließen.
Ein Halter 56 hält
das Blattventil 54. In der Ventillagerkammer 52 sind
das Blattventil 54 und der Halter 56 an der hinteren
Oberfläche
der Grundplatte 24 der bewegbaren Spirale 20 mittels
einer konvex-konkaven Struktur befestigt. Das heißt, ein
konvexer Abschnitt 56a des Blattventils 54 ist
im Eingriff mit einem konkaven Abschnitt 25a der bewegbaren
Spirale 20. Der konkave Abschnitt 25a kann als
eine Positionierungsnut für das
Blattventil 54 definiert werden.
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Der
Abstandshalterring 60 ist zwischen der inneren Umfangsoberfläche des
Ansatzes 24a und der äußeren Umfangsoberfläche des
Gleitlagers 22 angeordnet. Der Abstandshalterring 60 ist
ein repräsentatives
Beispiel eines „Abstandshalters" und/oder „Mittels
zur Beabstandung",
wie in der vorliegenden Beschreibung und den Ansprüchen verwendet.
Der Abstandshalterring 60 ist vorzugsweise an der inneren
Oberfläche
des Ansatzes 24a durch ein Druck-Fügen (d.h. eine Presspassung)
befestigt. Somit kann die orbitierende Bewegung der Kurbelwelle 14 an
den Ansatz 24a der bewegbaren Spirale 20 über das
Gleitlager 22 und den Abstandshalterring 60 übertragen
werden. Wegen des Abstandshalterrings 60 ist es nicht erforderlich,
dass das Gleitlager 22 den gleichen Durchmesser wie der
Durchmesser des inneren Umfangs des Ansatzes 24a aufweist.
Als Folge davon kann das Gleitlager 22 eine relativ kleine
Abmessung aufweisen, und deshalb kann die Wärmeerzeugung zwischen dem Gleitlager 22 und
der Kurbelwelle 14 vermindert werden. Somit kann ein Energieverlust
während
des Betriebs des Spiralverdichters 1 minimiert werden.
Des Weiteren ist es nicht erforderlich, dass der Ansatz 24a den
gleichen Durchmesser wie der Durchmesser der äußeren Oberfläche des Gleitlagers 22 aufweist,
aufgrund des Abstandshalterrings 60. Deshalb ist es nicht
notwendig, die Abmessungen der bewegbaren Spirale 20 zu
verringern, und es kann ein ausreichender Bereich zum Installieren
des Blattventils 54 innerhalb der bewegbaren Spirale 20 vorgesehen
werden.
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Ferner
gelangt das vordere Ende des Abstandshalterrings 60 (linker
Endabschnitt in 1) mit dem Halter 56 in
Kontakt und spannt das Blattventil 54 ein. Das heißt, das
Blattventil 54 ist durch den Abstandshalterring 60 und
die Grundplatte 24 der bewegbaren Spirale 20 eingespannt.
Als Folge davon ist es nicht notwendig ein spezielles Strukturelement,
wie beispielsweise einen Bolzen, vorzusehen, um das Blattventil 54 zu
befestigen. Somit kann die Gesamtanzahl der Teile, die den Spiralverdichter ausbilden,
vermindert werden.
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Des
Weiteren kann, weil der Abstandshalterring 60 bei dem Spiralverdichter 1 verwendet
wird, die Dicke des Lagerelements bezüglich der radialen Richtung
der Kurbelwelle 14 verringert werden, und eine dichte Gas-Dichtung
kann realisiert werden.
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Wenn
die Antriebswelle 8 rotiert, rotiert die Kurbelwelle 14
um die Rotationsachse der Antriebswelle 8. Somit wird sich
die Kurbelwelle 14 entlang eines vorbestimmten kreisförmigen Pfads
orbitierend bewegen. Außerdem
ist der Orbitaldurchmesser der Drehung durch den Abstand zwischen
der Kurbelwelle 14 und der Rotationsachse der Antriebswelle 8 definiert.
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Ein
Rotationsring 34 ist zwischen der Grundplatte 24 der
bewegbaren Spirale 20 und dem zentralen Gehäuse 4 angeordnet.
Der Rotationsring 34 umfasst „eine selbsttätige Rotation
verhindernde Stifte 36",
die zu der bewegbaren Spirale 20 eindringen. Bei dieser
Ausführungsform,
sind insgesamt vier eine selbsttätige
Rotation verhindernde Stifte 36 vorgesehen. In 1 sind
jedoch lediglich zwei eine selbsttätige Rotation verhindernde
Stifte 36 gezeigt. Eine Lagerplatte 38 ist zwischen
dem zentralen Gehäuse 4 und
dem Rotationsring 34 vorgesehen. Jeder eine selbsttätige Rotation
verhindernde Stift 36 gelangt jeweils mit einer eine selbsttätige Rotation
verhindernden Bohrung 40, die in der Lagerplatte 38 definiert
ist, in Eingriff. Ferner gelangt jeder eine selbsttätige Rotation
verhindernde Stift 36 jeweils mit einer eine selbsttätige Rotation
verhindernden Bohrung 42, die in der Grundplatte 24 der
bewegbaren Spirale 20 definiert ist, in Eingriff. Der Endabschnitt
des eine selbsttätige
Rotation verhindernden Stifts 36 ist in jede entsprechende
eine selbsttätige
Rotation verhindernde Bohrung 40, 42 eingeführt.
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Ein
Stator 46 ist an der inneren Umfangsoberfläche des
Motorgehäuses 6 vorgesehen.
Ferner ist ein Rotor 48 an die Antriebswelle 8 gekoppelt.
Der Stator 46 und der Rotor 48 definieren einen
elektrischen Motor, der mit der Antriebswelle 8 rotiert.
Somit sind die vorliegenden Spiralverdichter insbesondere für Hybrid-Autos
oder elektrische Autots nützlich,
die unter Verwendung von elektrischer Energie betrieben werden.
Ein elektrischer Motor ist jedoch für die vorliegenden Lehren nicht
wesentlich, und der vorliegende Spiralverdichter kann leicht zur
Verwendung mit Verbrennungsmotoren modifiziert werden.
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Während die
Kurbelwelle 14 rotiert und sich dreht wird verhindert,
dass die bewegbare Spirale 20 selbsttätig rotiert, weil die inneren
Umfänge
der jeweiligen eine selbsttätige
Rotation verhindernden Bohrungen 42 die eine selbsttätige Rotation
verhindernden Stifte 36 an dem Rotationsring 34 berühren.
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Wenn
die Kurbelwelle 14 rotiert, bewegt sich die mit der Kurbelwelle 14 mittels
des Gleitlagers 22 verbundene bewegbare Spirale 20 und
der Abstandshalterring 60 orbitierend oder dreht sich entlang
eines kreisförmigen
Pfads. Wenn sich die bewegbare Spirale 20 in Verbindung
mit der feststehenden Spirale 2 dreht, wird das Kühlgas (Fluid)
von der Ansaugöffnung 44 in
die Kompressionskammer 32 angezogen, und die Kompressionskammer 32 vermindert
das Volumen des Kühlgases
zu der Mitte der feststehenden und bewegbaren Spiralen 2, 20.
Aufgrund der Volumenverminderung der Kompressionskammer 32 wird
das Kühlgas
komprimiert, und erreicht einen Zustand mit einem hohen Druck.
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Die
hintere Oberfläche
der Grundplatte 24 der bewegbaren Spirale 20 ist
einer Hochdruckkammer 53 zugewandt, die durch die Ventillagerkammer 52 und
einen Raum 70 definiert ist. Das Blattventil wird geöffnet und
geschlossen auf den Druckunterschied zwischen dem Druck in der Hochdruckkammer 53 und
dem Druck in der Kompressionskammer 32 (oder in der Ablassöffnung 50)
hin. Das Blattventil 54 öffnet die Ablassöffnung 50,
wenn der Druck in der Kompressionskammer 32 größer als
der Druck in der Hochdruckkammer 53 ist. Das Blattventil 54 schließt die Ablassöffnung 50,
wenn der Druck in der Kompressionskammer 32 geringer als
der Druck in der Hochdruckkammer 53 ist. Der Halter 56 hält das Blattventil 54,
und definiert auch die maximale Öffnung
des Blattventils 54.
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Das
komprimierte Hochdruck-Kühlgas
wird von der Ablassöffnung 50 zu
der Hochdruckkammer 53 abgelassen, wenn das Blattventil 54 die
Ablassöffnung 50 öffnet. Der
Raum 70 der Hochdruckkammer 53 steht mit dem Inneren
des Motorgehäuses 6 über einen
Durchgang 72 in Verbindung, der in der Kurbelwelle 14 und
der Antriebswelle 8 ausgebildet ist. Ferner wird das in
das Motorgehäuse 6 eingeführte Kühlgas aus
dem Durchgang 74, der in der Antriebswelle 8 vorgesehen
ist, an einen äußeren Klimaanlagen-Kanal über einen
Auslass 76 abgelassen, der in einem Wandabschnitt des Motorgehäuses 6 ausgebildet
ist. Weil das Kühlgas
durch das Innere des Motorgehäuses 6 kommuniziert
wird, kann das Kühlgas den
elektrischen Motor (d.h. Rotor 48 und Stator 46) während des
Betriebs kühlen.
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Wenn
die Antriebswelle 8 zusammen mit der Kurbelwelle 14 rotiert,
dreht sich (bewegt sich orbitierend) die Kurbelwelle 14 um die Rotationsachse
der Antriebswelle 8. Die Kurbelwelle 14 rotiert
auch um ihre selbsttätig-drehende
Achse (welche die Gleiche ist, wie die Rotationsachse der Kurbelwelle 14).
Der eine selbsttätige
Rotation verhindernde Stift 36 lässt jedoch lediglich zu, dass
die bewegbare Spirale 20 die Orbitalbewegung der Kurbelwelle 14 mittels
des Gleitlagers 22 empfängt.
Ferner wird die selbsttätige Rotation
der Kurbelwelle 14 nicht an die bewegbare Spirale übertragen,
aufgrund des eine selbsttätige Rotation
verhindernden Stifts 36. Als eine Folge von der Orbitalbewegung
der bewegbaren Spirale 20 bezüglich der feststehenden Spirale 2,
wird ein Kühlgas (Fluid)
aus einer Ansaugöffnung 44 in
die Kompressionskammer 32, die zwischen der feststehenden
Spirale 2 und der bewegbaren Spirale 20 definiert
ist, angezogen. In Verbindung mit der Drehung der bewegbaren Spirale 20,
gleitet die Oberfläche
des eine selbsttätige
Rotation verhindernden Stifts 36 entlang der Oberfläche der
jeweiligen eine selbsttätige
Rotation verhindernden Bohrungen 40, 42. Der innere Durchmesser „D" der eine selbsttätige Rotation
verhindernden Bohrungen 40, 42, der äußere Durchmesser „d" der eine selbsttätige Rotation
verhindernden Stifte 36, und der Dreh-(Orbital-) Radius „r" der Hülse 16 sind
vorzugsweise in einer Beziehung wie beispielsweise „D = d
+ r" definiert.
Aufgrund dieser Beziehung ist der Dreh-(Orbital-) Radius „r" der bewegbaren Spirale 20 durch „r" definiert, und der
Rotationsring 34 dreht sich an einem Radius, der einhalb
des Drehradius „r" der bewegbaren Spirale 20 beträgt.
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Wie
oben beschrieben, ist der Abstandshalterring 60 zwischen
der inneren Umfangsoberfläche des
Ansatzes 24a und der äußeren Umfangsoberfläche des
Gleitlagers 22 vorgesehen. Deshalb kann die Dicke des Lagerelements
bezüglich
der radialen Richtung der Kurbelwelle 14 vermindert werden, während die
relativ große
Abmessung des inneren Umfangsdurchmessers des Ansatzes 24a aufrechterhalten
wird. Als eine Folge davon, kann eine Gas-dichte Dichtung mit einer
hohen Effizienz realisiert werden, und ein ausreichender Bereich
zum Installieren des Blattventils 54 in der bewegbaren
Spirale 20 kann gesichert werden.