DE69908712T2

DE69908712T2 - Spiralverdichter mit rotationsverhindernden Mitteln

Info

Publication number: DE69908712T2
Application number: DE69908712T
Authority: DE
Inventors: Nakane Kariya-shi Yoshiyuki; Fujii Kariya-shi Toshiro; Yokomachi Kariya-shi Naoya; Yamamoto Kariya-shi Shinya; Murakami Kariya-shi Kazuo
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 1998-07-10
Filing date: 1999-07-09
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2019-07-10
Also published as: JP2000027774A; EP0971130A2; US6287096B1; EP0971130A3; DE69908712D1; US20020009379A1; US6457959B2; EP0971130B1

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Schneckenkompressor, um Gas zu verdichten.
10 zeigt solch einen Schneckenkompressor, der in der japanischen, ungeprüften Patentveröffentlichung Nr. 5-321850 offenbart wurde. Der Kompressor enthält eine feste Schnecke 52, die in einem Mittelgehäuseteil 51 ausgebildet ist. Eine Antriebswelle 56 ist durch ein Vordergehäuseteil 55 drehbar gelagert. Das Vordergehäuseteil 55 und das Mittelgehäuseteil 51 bilden ein Schneckengehäuse, um eine bewegliche Schnecke 53 aufzunehmen. Eine Verdichtungskammer 54 ist zwischen der beweglichen Schnecke 53 und der festen Schnecke 52 definiert. Die bewegliche Schnecke 53 ist durch einen Kurbelmechanismus 56a gelagert. Der Kurbelmechanismus 56a wandelt die Drehung der Antriebswelle 56 in eine exzentrische (Umlauf-) Bewegung der beweglichen Schnecke 53 relativ zur Antriebswelle 56 um. Die Umlaufbewegung der beweglichen Schnecke 53 bewirkt, dass das Volumen der Verdichtungskammer 54 sich von dem Maximum zu dem Minimum und dann von dem Minimum zu dem Maximum verändert. Wenn das Volumen der Verdichtungskammer 54 verringert wird, wird das Gas in der Verdichtungskammer 54 verdichtet.
Eine durch das Verdichten des Gases erzeugte Verdichtungsreaktionskraft wirkt auf die Rückfläche 55a des Vordergehäuseteils 55. Führungslöcher 55b (nur eines ist gezeigt) sind in der Rückfläche 55a ausgebildet. Lagerlöcher 53b sind in einer Grundplatte 53a der beweglichen Schnecke 53 ausgebildet. Ein Bolzen 57 ist in jedes Lagerloch 53b eingepasst. Das ferne Ende jedes Bolzens 57 wird in das entsprechende Führungsloch 55b eingefügt. Jeder Bolzen 57, das entsprechende Loch 53b und das entsprechende Führungsloch 55b bilden einen Antidrehmechanismus. Wenn die Drehung der Antriebswelle 56 zur beweglichen Schnecke 53 durch den Kurbelmechanismus 56a übertragen wird, verhindern die Antidrehmechanismen, dass die bewegliche Schnecke 53 dreht, während er gestattet, dass die bewegliche Schnecke 53 in einem vorbestimmten Radius umläuft.
Der Durchmesser der Lagerlöcher 53b ist leicht größer als der Durchmesser der Bolzen 57, so dass jeder Bolzen 57 im entsprechenden Lagerloch 53b dreht. Die Bolzen 57 sind durch die bewegliche Schnecke 53 freitragend gelagert. Deswegen wird jeder Bolzen 57 im entsprechenden Loch 53b leicht geneigt, wenn eine Radialkraft aufgenommen wird. Wenn die bewegliche Schnecke 53 umläuft, verursacht die Neigung der Bolzen 57, dass die Last sich am offenen Ende der Löcher 53b konzentriert, was das offene Ende des Loches 53b stark verschleißt. Der Verschleiß des offenen Endes des Loches 53b bewirkt, dass die Neigung der Bolzen 57 ansteigt. Als Ergebnis übersteigt der Umlaufradius der beweglichen Schnecke 53 eventuell den Anfangswert. Ein größerer Umlaufradius der Schnecke 53 verringert den Verdichtungswirkungsgrad des Kompressors. Wenn die Bolzen 57 durch das Vordergehäuseteil 55 gelagert sind, und die Führungslöcher in der Grundplatte 53a ausgebildet sind, weist der Kompressor dasselbe Problem auf.
Um zu verhindern, dass der Bolzen 57 sich neigt, kann das nahe Ende jedes Bolzens 57 innerhalb des entsprechenden Lagerlochs 53b befestigt sein, und ein Lager kann am fernen Ende jedes Bolzens 57 eingepasst sein. Die äußere Fläche der Lagerrollen auf der Wand des Führungslochs 55b. Diese Konstruktion verhindert, dass die Bolzen 57 sich relativ zur beweglichen Schnecke 53 neigen. Auf diese Weise werden die Löcher 53b nicht ungleich verschlissen. Allerdings wird die bewegliche Schnecke 53 leicht geneigt, wenn der Kompressor gestartet wird. Zu diesem Zeitpunkt berührt jedes Lager das offene Ende des entsprechenden Führungslochs 55b ungleichmäßig. Dies verschleißt die Lager und das offene Ende der Führungslöcher 55b ungleichmäßig, was eventuell den Umlaufradius der beweglichen Schnecke 53 erhöht. Dementsprechend wird der Verdichtungswirkungsgrad des Kompressors verringert.
Die Schrift US-5 154 592 offenbart einen generischen Schneckenkompressor. Dieser Kompressor gemäß Stand der Technik enthält ein Gehäuse, das eine ringförmige Nut aufweist, die ein Paar sich gegenüberliegender Wände enthält; eine feste Schnecke ausgebildet im Gehäuse; eine drehbar gelagerte Antriebswelle im Gehäuse; eine im Gehäuse aufgenommen bewegliche Schnecke, um sich mit der festen Schnecke zu verbinden; und einen zwischen der Antriebswelle und der beweglichen Schnecke angeordneten Kurbelmechanismus, um die bewegliche Schnecke entsprechend der Drehung der Antriebswelle anzutreiben; ein sich von der beweglichen Schnecke radial entlang einer Ebene rechtwinklig zur Achse der Antriebswelle erstreckender Vorsprung, wobei der Vorsprung in der ringförmigen Nut angeordnet ist, und entlang den Wänden der ringförmigen Nut gleitet, wobei der Vorsprung eine in axialer Richtung der Antriebswelle gemessene Dicke aufweist, und wobei der Abstand zwischen den Nutwänden um einen vorbestimmten Wert größer ist, als die Dicke des Vorsprungs; und einen Beschränkungsmechanismus, um die Drehung der beweglichen Schnecke in Bezug auf die Achse der beweglichen Schnecke zu unterbinden, und um die Umlaufbewegung der beweglichen Schnecke zu gestatten, wobei der Beschränkungsmechanismus ein durch den Vorsprung gelagertes Beschränkungsteil einschließt.
Die Schrift JP-58-30403 A offenbart einen Schneckenkompressor, bei dem ein Beschränkungsteil sowohl durch den Vorsprung, als auch durch die Nutwände gelagert ist, und ein Umlaufradius der beweglichen Schnecke durch eine Exzentrizität zwischen einem Bolzen und einer Scheibe definiert ist; und die Schrift JP-04-128581 A offenbart einen Schneckenkompressor, bei dem ein Beschränkungsteil durch sowohl den Vorsprung als auch die Nutwände gelagert ist, und ein Umlaufradius der beweglichen Schnecke durch den Durchmesser einer kreisförmigen Nut definiert ist.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Schneckenkompressor bereit zu stellen, der eine vereinfachte Konstruktion aufweist.
Die Aufgabe wird durch einen Schneckenkompressor gelöst, der die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Die Erfindung ist weiter entwickelt, wie in den Unteransprüchen definiert.
Andere Gesichtspunkte und Vorteile der Erfindung werden offenbar aus der folgenden Beschreibung, die in Verknüpfung mit den begleitenden Zeichnungen genommen, die Grundlagen der Erfindung auf dem Weg des Beispiels darlegt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Merkmale der vorliegenden Erfindung, die als neu angenommen werden, werden im Detail in den angehängten Ansprüchen fortgesetzt. Die Erfindung kann, zusammen mit ihren Aufgaben und Vorteilen, am besten mit Bezug auf die folgende Beschreibung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen zusammen mit den begleitenden Zeichnungen verstanden werden, wobei:
1 ist eine Querschnittsansicht, die einen Schneckenkompressor gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die den Kompressor aus 1 zeigt;
3 ist eine vergrößerte teilweise Querschnittsansicht, die einen Antidrehmechanismus zeigt;
4 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie 4-4 aus 1 genommen wurde;
5 ist eine vergrößerte teilweise Querschnittsansicht, die einen Antidrehmechanismus gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt;
6 ist eine vergrößerte teilweise Querschnittsansicht, die einen Antidrehmechanismus gemäß einer dritten Ausführungsform darstellt;
7 ist eine vergrößerte teilweise Querschnittsansicht, die einen Antidrehmechanismus gemäß einer vierten Ausführungsform darstellt;
8 ist eine vergrößerte teilweise Querschnittsansicht, die einen Antidrehmechanismus gemäß einer fünften Ausführungsform darstellt;
9 ist eine perspektivische Ansicht, die eine bewegliche Schnecke gemäß einer anderen Ausführungsform zeigt; und
10 ist eine Querschnittsansicht, die einen Schneckenkompressor gemäß dem Stand der Technik zeigt.
Genaue Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Ein Schneckenkompressor gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die 1 bis 4 beschrieben.
Wie in 1 gezeigt, enthält der Schneckenkompressor ein Mittelgehäuseteil 11, ein Vordergehäuseteil 12 und ein Rückgehäuseteil 13, die aus einer Aluminiumlegierung hergestellt sind. Das Mittelgehäuseteil 11, das Vordergehäuseteil 12 und das Rückgehäuseteil 13 sind aneinander durch (nicht gezeigte) Bolzen gesichert. Wie in 2 gezeigt, ist eine Aussparung 122 im Vordergehäuseteil 12 ausgebildet. Eine Kante 111 ist am vorderen Ende (auf der linken Seite, wenn 1 betrachtet wird) des Mittelgehäuseteils 11 ausgebildet. Eine Kante 121 ist am Rückende (rechte Seite, wenn 1 betrachtet wird) des Vordergehäuseteils 12 ausgebildet, die Kante 111 ist zu der Kante 121 gesichert. Das Rückgehäuseteil 13 ist zum Rückende des Mittelgehäuseteils 11 gesichert.
Eine feste Schnecke 14 ist zusammen mit dem Mittelgehäuseteil 11 ausgebildet und enthält eine Grundplatte 141 und einen von der Grundplatte 141 vorspringenden Schneckenabschnitt 142. Das Vordergehäuseteil 12 und das Mittelgehäuseteil 11 nehmen eine bewegliche Schnecke 15 auf. Die bewegliche Schnecke 15 enthält eine Grundplatte 151 und eine von der Rückseite der Grundplatte 151 vorspringenden Schneckenabschnitt 152, einen von der Vorderseite der Grundplatte 151 vorspringenden Anguss 153 und einen radialen Vorsprung, oder Flansch 154. Der Flansch 154 ist zusammen mit der Umgebung der Grundplatte 151 ausgebildet, so dass der Flansch 154 in einer zur Achse der Antriebswelle 18 rechtwinkeligen Ebene liegt. Eine Verdichtungskammer 16 ist zwischen dem Schneckenabschnitt 152 der beweglichen Schnecke 15 und dem Schneckenabschnitt 142 der festen Schnecke 14 definiert. Eine ringförmige Ansaugkammer 17 ist zwischen den Schneckenabschnitten 142, 152 und der inneren Wand des Mittelgehäuseteils 11 definiert. Eine Kurbelkammer 28 ist zwischen dem Vordergehäuseteil 12 und der Grundplatte 151 der beweglichen Schnecke 15 definiert. Ein Kurbelmechanismus 29 ist in der Kurbelkammer 28 aufgenommen. Der Kurbelmechanismus 29 umkreist die bewegliche Schnecke 15.
Wie in 1 gezeigt, ist die Antriebswelle 18 durch ein Lager 19 im Vordergehäuseteil 12 drehbar gelagert. Der Kurbelmechanismus 29 enthält die Antriebswelle 18, einen Kurbelbolzen 20, eine Buchse 21 und Gegengewicht 23. Wie in 2 und 4 gezeigt, erstreckt sich der Kurbelbolzen 20 von der Antriebswelle 18 nach rückwärts und ist radial von der Achse der Antriebswelle 18 versetzt. Die Buchse 21 weist ein exzentrisches Loch 22 auf. Die Buchse 21 ist mit einem Lager 24 auf den Anguss 153 eingepasst. Das ferne Ende des Kurbelbolzens 20 ist in das exzentrische Loch 22 eingepasst. Das Gegengewicht 23 ist zusammen mit dem nahen Ende des Kurbelbolzens 20 ausgebildet.
Die Konstruktion der Antidrehmechanismen 25 (nur einer ist gezeigt) wird nun mit Bezug auf 1 bis 3 beschrieben werden. Die Antidrehmechanismen 25 gestatten der beweglichen Schnecke 15 umzulaufen, während sie ihre Drehung verhindern. Wie in 1 gezeigt, definieren die Aussparung 122 des Vordergehäuseteils 12 und die Vorderfläche 112 des Mittelgehäuseteils 11 eine ringförmige Nut. Der Axialabstand der ringförmigen Nut ist ein wenig größer als der des Flansches 154. Der größte Anteil des Flansches 154 ist in der Nut angeordnet.
Wie in 2 gezeigt, erstrecken sich vier Lagerlöcher 155 durch den Flansch 154. Die Lagerlöcher 155 sind in kreisförmiger Richtung gleichmäßig vom Flansch 154 beabstandet. Ein Bolzen 26 ist in jedes Lagerloch 155 eingefügt. Der Durchmesser der Bolzen 26 ist geringfügig kleiner als der der Lagerlöcher 155, so dass jeder Bolzen 26 drehen kann. Vier Führungslöcher 113 sind in der Vorderfläche 112 des Mittelgehäuseteils 11 ausgebildet. Wie in 1 und 3 gezeigt, sind weitere vier Führungslöcher 123 in der Aussparung 122 ausgebildet. Jeder Bolzen 26 ist locker in das entsprechende Paar Führungslöcher 113 und 123 eingepasst.
Wie in 2 gezeigt, ist ein ringförmiger Abstandhalter 27 zwischen der Vorderendfläche 158 des Flansches 154 und dem Vordergehäuseteil 12 angeordnet. Die auf die bewegliche Schnecke 15 wirkende Verdichtungsreaktionskraft wird durch das Vordergehäuseteil 12 über den Abstandhalter 27 aufgenommen. Der Abstandhalter 27 hat vier Durchlöcher 271. Die Bolzen 26 werden in die Durchlöcher 271 eingefügt. Der Abstand X (siehe 3) zwischen der Rückendfläche 159 des Flansches 154 und der Vorderfläche 112 des Mittelgehäuseteils 11 kann durch das Verändern der Dicke des Abstandhalters 27 verändert werden. In der Ausführungsform von 1 bis 4 beträgt der Abstand X 0,01 Millimeter.
Wie in 3 gezeigt, ist um jedes Lagerloch 155 auf jeder Fläche 158, 159 des Flansches 154 eine Aussparung 156 ausgebildet. Die Lagerlöcher 155 sind nämlich versenkt. Die Aussparungen 156 erleichtern das Eindringen von atomisiertem Öl in die Lagerlöcher 155, das im Kältegas verteilt ist. Wenn die Antriebswelle 18 sich dreht, verhindert das im Eingriff Stehen von dem Bolzen 26 und den Führungslöcher 113, 123, dass die bewegliche Schnecke sich dreht, während es gestattet, dass die bewegliche Schnecke 15 um die Achse der Antriebswelle 18 umläuft. Der Umlaufradius der beweglichen Schnecke 15 wird berechnet, indem man den Radius des Bolzens 26 vom Radius der Führungslöcher 113, 123 subtrahiert.
Wie in 1 gezeigt, ist ein Einlass 30 im Vordergehäuseteil 12 ausgebildet. Der Einlass 30 ist mit einem externen Kühlkreislauf (nicht gezeigt) verbunden. Kühlgas wird durch den Einlass 30 in die Kurbelkammer 28 gezogen. Wie in 1 und 2 gezeigt, sind Ansaugdurchtritte 157 im Flansch 154 ausgebildet, um das Kühlgas in der Kurbelkammer 28 zur Ansaugkammer 17 zu führen. Eine Abgabeöffnung 31 ist in der Mitte der Grundplatte 141 der festen Schnecke 14 ausgebildet, um die Verdichtungskammer 16 mit einer im Rückgehäuseteil 13 ausgebildeten Abgabekammer 32 zu verbinden. Eine Abgabeventilklappe 33 ist am äußeren Ende der Abgabeöffnung 31 angeordnet. Ein Stopper 34 begrenzt die Öffnungsgröße der Abgabeventilklappe 33. Ein Auslass 35 ist im Rückgehäuseteil 13 ausgebildet. Verdichtetes Gas in der Abgabekammer 32 wird zum externen Kühlkreislauf durch den Auslass 35 abgegeben.
Die Betätigung des Schneckenkompressors wird jetzt beschrieben werden.
Wenn die Antriebswelle 18 sich dreht, bewirken der Kurbelbolzen 20, die Buchse 21 und das Lager 24, dass die bewegliche Schnecke 15 um die Achse der Antriebswelle 18 umläuft, ohne dass die Schnecke 15 sich dreht. Die Umlaufbewegung der Schnecke 15 zieht Kühlgas durch den Einlass 30, die Kurbelkammer 28 und den Ansaugdurchtritt 157 in die Ansaugkammer 17. Das Kühlgas fließt aus der Ansaugkammer 17 entlang der Schneckenabschnitte 142, 152 zur Verdichtungskammer 16. Die Umlaufbewegung der beweglichen Schnecke 15 bewegt das Gas entlang der Schneckenabschnitte 142, 152 zum Mittelpunkt der Verdichtungskammer 16, während das Gas allmählich verdichtet wird. Das verdichtete Gas drückt die Abgabeventilklappe 33 auf und fließt durch die Abgabeöffnung 31 in die Abgabekammer 32. Das Gas wird dann durch den Auslass 35 zum externen Kühlkreislauf geliefert.
Der Schneckenkompressor aus 1 bis 4 weist die folgenden Vorteile auf.

(1) Der auf der beweglichen Schnecke 15 ausgebildete Flansch 154 liegt in einer zur Achse der Antriebswelle 18 rechtwinkligen Ebene. Der Flansch 154 ist zwischen dem Mittelgehäuseteil 11 und dem Vordergehäuseteil 12 angeordnet, und der Abstand X besteht zwischen dem Flansch 154 und dem Mittelgehäuseteil 11. Der Mittelabschnitt jedes Bolzens 26 ist mit dem Flansch 154 im Eingriff, und die Enden jedes Bolzens 26 sind locker in den entsprechenden Führungslöchern 113, 123 eingepasst. Diese Konstruktion gestattet der beweglichen Schnecke umzulaufen, ohne zu drehen. Wenn die bewegliche Schnecke 15 umläuft, wirken die Kräfte gleichmäßig auf die Teile jedes Bolzens 26, die mit den Führungslöchern 113 in Eingriff sind, was verhindert, dass die offenen Enden der entsprechenden Lagerlöcher 155 übermäßig verschlissen werden. Als Ergebnis wird der Umlaufradius der beweglichen Schnecke 15 nicht erhöht und der Verdichtungswirkungsgrad des Kompressors nicht verringert. Die Lebensdauer des Kompressors wird also erhöht.
(2) Die Verdichtungsreaktionskraft zwingt den Flansch 154 nach links, wie in 3 zu sehen, was zwischen der Rückenfläche 159 des Flansches 154 und der Vorderfläche 112 des Mittelgehäuseteils 11 einen Zwischenraum schafft. Jedoch erhält der Abstandhalter 27 den Zwischenraum X zwischen der Rückfläche 159 des Flansches 154 und der Vorderfläche 112 des Mittelgehäuseteils 11 in einer relativ engen Abmessung (0,01 mm). Dies verhindert, dass die bewegliche Schnecke 15 geneigt wird, besonders wenn die bewegliche Schnecke 15 beginnt umzulaufen. Als Ergebnis kann die bewegliche Schnecke 15 ruhig gestartet werden, und arbeitet danach ruhig.
(3) Abstandstoleranzen beim Messen und dem Zusammenbau des Kompressors können verursachen, dass sich der Abstand X ändert. Die Veränderungen des Abstandes X führen zu Veränderungen der Kennzeichen des hergestellten Kompressors. Jedoch werden die Veränderungen des Abstandes X aufgehoben, indem einfach die Dicke des Abstandhalters 27 verändert wird, der zwischen der Aussparung 122 und dem Flansch 154 angeordnet ist. Dementsprechend werden Veränderungen der Eigenschaften von hergestellten Kompressoren aufgehoben. Der Abstandhalter 27 kann aus einem einen hohen Verschleißwiderstand aufweisenden Werkstoff, zum Beispiel aus rostfreiem Stahl hergestellt sein, und der Flansch 154 kann aus einer Aluminiumlegierung hergestellt sein. Dies verhindert, dass die miteinander in Eingriff stehenden Oberflächen des Abstandhalters 27 und des Flansches 154 leicht verschleißen, und erhöht damit die Lebensdauer des Kompressors.
(4) Die Aussparungen 156 sind um die Enden jedes Lagerloches 155 ausgebildet. Die Aussparungen 156 gestatten dem atomisiertes Öl enthaltenden Kühlgas leicht zwischen das Lagerloch 155 und den Bolzen 26 einzudringen. Als Ergebnis gleitet der Bolzen 26 problemloss an der inneren Wand des Lagerlochs 155, was verhindert, dass der Bolzen 26 und das Lagerloch 155 verschleißen.
(5) Der Flansch 154 ist zusammen mit der beweglichen Schnecke 15 ausgebildet, was die Herstellung erleichtert.

Ein Schneckenkompressor gemäß einer zweiten Ausführungsform wird nun mit Bezug auf 5 beschrieben. Die Unterschiede zu der Ausführungsform der 1 bis 4 wird im Wesentlichen im Folgenden besprochen.
Bei der zweiten Ausführungsform sind vordere Lagerlöcher 12a im Vordergehäuseteil 12 und entsprechende Rücklagerlöcher 11a im Mittelgehäuseteil 11 ausgebildet. Führungslöcher 15a sind in der beweglichen Schnecke 15 ausgebildet. Jeder Bolzen 26 erstreckt sich durch eines der Führungslöcher 15a und ist durch die entsprechenden Vorder- und Rücklagerlöcher 12a, 11a gelagert. Deswegen ist der axiale Mittelpunkt jedes Bolzens 26 mit der Wand des zugeordneten Führungsloches 15a in Eingriff, und die Enden jedes Bolzens 26 sind durch die entsprechenden Lagerlöcher 11a , 12a gelagert. Der Durchmesser von jedem Lagerloch 15a ist größer als der Durchmesser der Bolzen 26, der Umlaufweg der beweglichen Schnecke 15 wird durch die Berührung zwischen den Führungsbolzen 26 und den Führungslöchern 15a definiert.
Die Konstruktion in 5 verhindert, dass die Bolzen 26 sich neigen, wenn die bewegliche Schnecke 15 umläuft. Deswegen werden weder die Lagerlöcher 11a, 12a noch die Führungslöcher 15a nahe ihren Öffnungen verschlissen, was verhindert, dass der Umlaufradius der beweglichen Schnecke 15 größer wird. Als Ergebnis wird der Verdichtungswirkungsgrad des Kompressors nicht verringert. Außerdem lässt die Konstruktion aus 5 die bewegliche Schnecke 15 problemlos umlaufen. Die Ausführungsform aus 5 weist die Vorteile (2) bis (5) der Ausführungsform aus 1 bis 4 auf.
Ein Schneckenkompressor gemäß einer dritten Ausführungsform wird nun mit Bezug auf 6 beschrieben. Die Unterschiede zu der Ausführungsform aus 1 bis 4 wird im Wesentlichen im Folgenden besprochen. In der Ausführungsform aus 6 sind Antidrehmechanismen 25 (nur einer ist gezeigt) zwischen dem Vordergehäuseteil 12 und dem Mittelgehäuseteil 11 angeordnet. Die Konstruktion der Antidrehmechanismen 25 aus 6 ist ähnlich zu der eines Kugellagers. Der Mechanismus 25 enthält einen Flansch 154, ein Lagerloch 15b, eine Kugel 41 und Führungslöcher 11b, 12b. Das Lagerloch 15b ist im Flansch 154 ausgebildet, um die Kugel 41 drehbar aufzunehmen. Die Kugel 41 ist zwischen den im Mittelgehäuseteil 11 ausgebildeten Führungsloch 11b und den im Vordergehäuseteil 12 ausgebildeten Führungsloch 12b angeordnet. Die Führungslöcher 11b, 12b weisen der Form der Kugel 41 entsprechende ausgehöhlte Flächen auf. Der Mittelabschnitt der Kugel 41 ist durch den Flansch 154 gelagert, während die Enden der Kugel 41 mit den Führungslöchern 11b, 12b in Eingriff sind.
Wenn die bewegliche Schnecke 15 umläuft, wirken Kräfte gleichmäßig über die Kugel 41 auf die Wände der Führungslöcher 11b, 12b. Das verhindert ungleichmäßigen Verschleiß des Lagerloches 15b und der Führungslöcher 11b, 12b. Außerdem weist die Ausführungsform aus 5 die Vorteile (2) bis (5) der Ausführungsform aus 1 bis 4 auf.
Ein Schneckenkompressor gemäß einer vierten Ausführungsform wird jetzt mit Bezug auf 7 beschrieben. Die Unterschiede zur Ausführungsform aus 1 bis 4 werden im Wesentlichen im Folgenden besprochen. In der Ausführungsform aus 7 sind die Rückführungslöcher 113 weggelassen, die in 1 bis 4 gezeigt sind. Blindlagerlöcher 15c sind im Flansch 154 ausgebildet. Ein Ende jedes Bolzens 26 ist in eines der Lagerlöcher 15c eingefügt. Das andere Ende des Bolzens 26 ist in das Führungsloch 123 eingefügt. Die äußere Fläche jedes Bolzens 26 ist parallel zur Wand des entsprechenden Führungslochs 123. Der Abstand X zwischen der Vorderfläche 112 der Kante 111 und dem Flansch 154 beträgt 0,01 mm, wie in der Ausführungsform aus 1 bis 4. Deswegen liegt der Flansch 154, der zwischen den Gehäusen 11, 12 angeordnet ist, in einer zur Antriebswelle 18 rechtwinkligen Ebene. Die bewegliche Schnecke 15 wird gehindert, sich relativ zur Ebene zu neigen.
Die Konstruktion aus 7 verhindert, dass der Flansch 154 (die bewegliche Schnecke 15) sich neigt, wenn die bewegliche Schnecke 15 umläuft. Auf diese Weise werden die Bolzen 26 nicht relativ zur Innenfläche der Führungslöcher 123 geneigt. Deswegen verhindert die Konstruktion aus 7 ungleichmäßigen Verschleiß der Lagerlöcher 15c und der Führungslöcher 123. Als Ergebnis wird der Umlaufradius der beweglichen Schnecke 15 nicht vergrößert und der Verdichtungswirkungsgrad verringert sich nicht. Außerdem ermöglicht die Konstruktion von 7, dass die bewegliche Schnecke 15 glatt umläuft. Ebenfalls weist die Ausführungsform aus 7 die Vorteile (3) bis (5) der Ausführungsform aus 1 bis 4 auf.
Ein Schneckenkompressor gemäß einer fünften Ausführungsform wird nun mit Bezug auf 8 beschrieben. Die Unterschiede zu der Ausführungsform aus 5 werden im Wesentlichen im Folgenden besprochen. In der Ausführungsform von 8 sind die rückwärtigen Lagerlöcher 11a weggelassen, die in 5 gezeigt sind. Jeder Bolzen 26 ist durch ein im Vordergehäuseteil 12 ausgebildetes Lagerloch 124 gelagert. Die äußere Oberfläche jedes Bolzens 26 ist parallel zu der inneren Oberfläche des entsprechenden Führungslochs 15a. Der Abstand X zwischen der Vorderfläche 112 der Kante 111 und dem Flansch 154 beträgt 0,01 mm, wie in der Ausführungsform der 1 bis 4. Deswegen liegt der Flansch 154, der zwischen den Gehäusen 11, 12 angeordnet ist, in einer zur Antriebswelle 18 rechtwinkligen Ebene. Die bewegliche Schnecke 15 wird daran gehindert, sich relativ zur Ebene zu neigen.
Die Konstruktion aus 8 verhindert, dass der Flansch 154 (die bewegliche Schnecke 15) sich neigt, wenn die bewegliche Schnecke 15 umläuft. Deswegen wird ungleichmäßiger Verschleiß jedes Lagerlochs 124 und jedes Führungslochs 15a verhindert. Als Ergebnis wird der Umlaufradius der beweglichen Schnecke 15 nicht vergrößert, und der Verdichtungswirkungsgrad nicht verringert. Außerdem gestattet die Konstruktion aus 8, dass die bewegliche Schnecke 15 problemlos umläuft.
Die Ausführungsform aus 8 weist die Vorteile (3) bis (5) der Ausführungsform aus 1 bis 4 auf.
Obwohl nur fünf Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung hier beschrieben wurden, sollte es Fachleuten offensichtlich sein, dass die vorliegende Erfindung in vielen anderen spezifischen Arten abgeändert werden kann, ohne von der Idee der Erfindung abzugehen, wie in den Ansprüchen ausgedrückt. Im Detail sollte verstanden werden, dass die Erfindung in den folgenden Formen abgeändert sein kann.
In der Ausführungsform aus 1 bis 4 kann jeder Bolzen 26 am Flansch 154 befestigt sein, und Lager können an den Enden der Bolzen 26 angepasst sein. Die Lager rollen entlang der Wände der Führungslöcher 113, 123. Diese Konstruktion verhindert, dass der Bolzen 26 sich relativ zur Innenfläche der Führungslocher 113, 123 neigt. Deswegen ist ungleichmäßiger Verschleiß der Führungsbolzen 26 und der Führungslöcher 113, 123 verhindert. In der Ausführungsform aus 5 können Lager zwischen der Außenfläche jedes Bolzens 26 und der Innenfläche der Lagerlöcher 11a, 12a angeordnet sein. Alternativ kann ein Lager zwischen jedem Führungsbolzen 26 und dem entsprechenden Führungsloch 15a angeordnet sein.
Die Form des Flansches 154 kann verändert sein. Zum Beispiel kann der Flansch 154, wie in 9 gezeigt, durch Paneele 154a ersetzt sein, die sich radial von der Grundplatte 151 der beweglichen Schnecke 15 erstrecken.
Der Flansch 154 kann aus einem Werkstoff hergestellt sein, der sich von dem der Grundplatte 151 unterscheidet. In diesem Fall kann der Flansch 154 durch Einfügegießen zusammengeführt sein.
Der Abstand X kann zwischen 0,01 mm und 0,2 mm verändert werden.
Die Anzahl der Antidrehmechanismen 25 kann nach freiem Ermessen bestimmt werden.
Deswegen sind die vorliegenden Beispiele und Ausführungsformen als illustrativ und nicht als beschränkend zu berücksichtigen und die Erfindung ist nicht auf die hier gegebenen Details beschränkt, sondern kann innerhalb des Bereichs der angehängten Ansprüche verändert sein.

Claims

Schneckenkompressor zum Verdichten von Gas mit: einem Gehäuse (11, 12) mit einer ringförmigen Nut, die ein Paar sich gegenüberstehender Wände (112, 122) enthält; einer festen Schnecke (14), ausgebildet im Gehäuse (11, 12); einer Antriebswelle (18), drehbar im Gehäuse (11, 12) gelagert; einer beweglichen Schnecke (15), aufgenommen im Gehäuse (11, 12), um sich mit der festen Schnecke (14) zusammen zu passen; und einem Kurbelmechanismus (29), angeordnet zwischen der Antriebswelle (18) und der beweglichen Schnecke (15), um die bewegliche Schnecke (15) entsprechend der Drehung der Antriebswelle (18) anzutreiben; einem Vorsprung (154), der sich radial von der beweglichen Schnecke (15) entlang einer zur Achse der Antriebswelle (18) rechtwinkeligen Ebene erstreckt, wobei der Vorsprung (154) in der ringförmigen Nut angeordnet ist und entlang der Wände (112, 122) der ringförmigen Nut gleitet, wobei der Vorsprung (154) eine in axialer Richtung der Antriebswelle (18) gemessene Dicke aufweist, und der Abstand zwischen den Nutwänden (122, 122) um einen vorbestimmten Wert größer ist, als die Dicke des Vorsprungs (154); und einem Beschränkungsmechanismus (25) zum Verhindern der Drehung der beweglichen Schnecke (15) im Bezug auf die Achse der beweglichen Schnecke (15) und um eine Umlaufbewegung der beweglichen Schnecke (15) zu gestatten, wobei der Beschränkungsmechanismus ein Beschränkungsteil (26; 41) enthält, das durch den Vorsprung (154) oder die Nutwände (112, 122) gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschränkungsteil (26; 41) locker in ein Führungsloch (113, 123, 15a, 11b, 12b) eingepasst ist, das entweder in dem Vorsprung (154) oder den Nutwänden (112, 122) ausgebildet ist; und ein Umlaufradius der beweglichen Schnecke (15) die Differenz aus einem Radius des Führungslochs (113, 123, 15a, 11b, 12b) und einem Radius des Beschränkungsteils (26; 41) beträgt.
Schneckenkompressor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den Nutwänden (112, 122) um 0,01 mm bis 0,2 mm größer ist als die Dicke des Vorsprungs (154).
Schneckenkompressor gemäß Anspruch 2, außerdem gekennzeichnet durch einen Abstandhalter (27), der eine Dicke entsprechend dem vorbestimmten Wert aufweist und zwischen dem Vorsprung (154) und einer der Nutwände (112, 122) angeordnet ist.
Schneckenkompressor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschränkungsmechanismus (25) enthält: eine Vielzahl von Lagerlöchern (155; 11a, 12a; 15b; 15c; 124), ausgebildet entweder auf dem Vorsprung (154) oder dem Gehäuse (11, 12), wobei die Lagerlöcher in gleichmäßigen Abständen auf einem imaginären, mit der Achse der beweglichen Schnecke (15) koaxialen Kreis ausgebildet sind; und einer Vielzahl von Führungslöchern (113, 123; 15a; 11b, 12b), ausgebildet entweder auf dem Vorsprung (154) oder dem Gehäuse (11, 12), wobei jedes Führungsloch einem Lagerloch entspricht.
Schneckenkompressor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschränkungsteil ein Bolzen (26) ist, der parallel zur Antriebswelle (18) ist, wobei der Bolzen (26) durch ein Lagerloch (115; 11a, 12a; 15c; 124) gelagert ist, das entweder im Vorsprung (154) oder im Gehäuse (11, 12) ausgebildet ist, wobei das entsprechend andere Teil, nämlich der Vorsprung (154) oder das Gehäuse ein Führungsloch (113, 123; 15a) aufweist, das dem Lagerloch gegenüberliegt und einen Teil des Bolzens (26) empfängt, wobei die Achse des Lagerloches und des Führungsloches parallel zur Achse der Antriebswelle (18) ist und das Führungsloch einen inneren Durchmesser aufweist, der größer ist als der des Lagerlochs, so dass der Bolzen 26 innerhalb des Führungslochs umläuft, während er parallel zur Antriebswelle (18) bleibt.
Schneckenkompressor gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerloch (155) ein im Vorsprung (154) gebildetes Durchgangsloch ist, wobei das Führungsloch (113, 123) ein in einer der Nutwände ausgebildetes erstes Führungsloch ist, und ein zweites Führungsloch in der anderen Nutwand ausgebildet ist, wobei ein Mittelabschnitt des Bolzens (26) in das Lagerloch (155) eingreift, wobei die Enden des Bolzens (26) locker durch das erste und das zweite Führungsloch (113, 123) aufgenommen sind.
Schneckenkompressor gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerloch (11a, 12a) ein in einer der Nutwände ausgebildetes erstes Lagerloch ist, und ein zweites Lagerloch in der anderen Nutwand ausgebildet ist, wobei das Führungsloch (15a) ein im Vorsprung (154) gebildetes Durchgangsloch ist, um den Lagerlöchern (11a, 12a) zu entsprechen, wobei die Enden des Bolzens (26) durch die Lagerlöcher (11a, 12a) gelagert sind, und ein Mittelabschnitt des Bolzens (26) locker in das Führungsloch (15a) eingepasst ist.
Schneckenkompressor gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagerloch (15c) ein in dem Vorsprung (154) ausgebildetes Blindloch ist, wobei das Führungsloch (123) in einer der Nutwände ausgebildet ist, um der Öffnung des Lagerlochs (15c) gegenüber zu sein, wobei ein Ende des Bolzens (26) durch das Lagerloch (15c) gelagert ist, und das andere Ende des Bolzens (26) locker im Führungsloch (123) aufgenommen ist.
Schneckenkompressor gemäß Anspruch 5, außerdem dadurch gekennzeichnet, dass eine Aussparung (156) um die Öffnung des Lagerlochs gebildet ist.
Schneckenkompressor gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass der Beschränkungsmechanismus ein Lagerloch (15b) enthält, das ein im Vorsprung (154) ausgebildetes Durchgangsloch ist, wobei jede Nutwand ein dem Lagerloch (15b) gegenüberliegendes Führungsloch (11b, 12b) aufweist, wobei die Führungslöcher (11b, 12b) einen inneren Durchmesser aufweisen, der größer ist als der des Lagerlochs (15b), wobei das Beschränkungsteil eine in der ringförmigen Nut angeordnete Kugel (41) ist, wobei die Kugel (41) im Lagerloch (15b) drehbar gehalten und locker in jedes Führungsloch (11b, 12b) eingepasst ist.
Schneckenkompressor gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass der Vorsprung ein Flansch (154) ist.
Schneckenkompressor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsprung eine Vielzahl von Paneelen (154a) ist, die sich radial von der beweglichen Schnecke (15) weg erstrecken.
Schneckenkompressor gemäß Anspruch 1, wobei der Beschränkungsteil ein Bolzen ist, der innerhalb des Führungslochs umläuft, wobei er eine innere Umgebungsfläche des Führungslochs berührt.