EP1078165A1 - Spiral compressor - Google Patents

Spiral compressor

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Publication number
EP1078165A1
EP1078165A1 EP00920440A EP00920440A EP1078165A1 EP 1078165 A1 EP1078165 A1 EP 1078165A1 EP 00920440 A EP00920440 A EP 00920440A EP 00920440 A EP00920440 A EP 00920440A EP 1078165 A1 EP1078165 A1 EP 1078165A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
driver
compressor
driving surface
compressor according
compressor body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP00920440A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP1078165B1 (en
Inventor
Thomas Hasemann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bitzer Kuehlmaschinenbau GmbH and Co KG
Original Assignee
Bitzer Kuehlmaschinenbau GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bitzer Kuehlmaschinenbau GmbH and Co KG filed Critical Bitzer Kuehlmaschinenbau GmbH and Co KG
Publication of EP1078165A1 publication Critical patent/EP1078165A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP1078165B1 publication Critical patent/EP1078165B1/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00—Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/0042—Driving elements, brakes, couplings, transmissions specially adapted for pumps
    • F04C29/005—Means for transmitting movement from the prime mover to driven parts of the pump, e.g. clutches, couplings, transmissions
    • F04C29/0057—Means for transmitting movement from the prime mover to driven parts of the pump, e.g. clutches, couplings, transmissions for eccentric movement

Definitions

  • the invention relates to a compressor comprising a scroll compressor with a first compressor body and a second compressor body, the first and second spiral ribs of which are designed in the form of a circular involute, so that the second compressor body can be moved on an orbital path about a central axis relative to the first compressor body, a drive for the scroll compressor with a drive motor and a driver unit which has a driver driven by the drive motor and rotating on a driver path around the central axis and a driver receptacle arranged on the second compressor body, the driver receptacle in the radial direction to the central axis having a radial degree of freedom with respect to the driver It is movable that the second compressor body with the second spiral rib on the first spiral rib due to the radial degree of freedom and the centrifugal forces acting on the second compressor body of the first compressor body is sealingly movable.
  • Such a scroll compressor is known, for example, from US Pat. No. 5,295,813.
  • the problem with these scroll compressors is that this solution is complicated to manufacture and, on the other hand, undesirable high local surface pressures can occur due to the flat driver surfaces.
  • the invention is therefore based on the object of improving a compressor of the generic type in such a way that it can be manufactured as simply as possible and works as reliably as possible.
  • the driver has a driver surface which is convexly curved in a direction transverse to the central axis in the direction of rotation, that the driver receptacle is arranged in a rotationally fixed manner relative to the second compressor body and has a driver surface which surrounds the driver in an annular manner, to which the driver surface always acts only in a partial section by applying force, that the pressurized section also rotates on the driving surface when the second compressor body rotates on the orbital track, and that between the driver and the driving surface outside the force-carrying section, the radial degree of freedom of the driver receptacle is opposite there is space between the driver.
  • the advantage of the solution according to the invention lies in its structural simplicity, which on the one hand allows the driver receptacle no longer to be rotatably arranged on the second compressor body, but in a rotationally fixed manner, so that the pivot bearing required for this can be omitted, since in the solution according to the invention the relative rotation due to the rotation of the section is solved on the driving surface.
  • the solution according to the invention has the great advantage that it requires fewer and, in particular, only easy to machine parts.
  • a structurally particularly simple solution provides that the driver receptacle is fixedly arranged on the second compressor body.
  • this is a bushing which is preferably integrally formed on the compressor body and in whose inner recess the driver engages.
  • the possible radial degree of freedom corresponds at least to the maximum deviation of the orbital orbit of the second compressor body from a geometric circular path around the central axis.
  • the geometric circular path around the central axis represents the ideal case of the orbital path, which, however, cannot be reached temporarily or over a long time due to the manufacturing inaccuracies in the area of the spiral ribs, due to thermal changes during operation, for example different temperature expansion, or due to wear Time can be maintained, so that it can be assumed that the actual orbital path of the second compressor body deviates from the ideal geometric circular path.
  • the intermediate space has an extension in the radial direction which is at least the maximum deviation of the orbital orbit from the geometric circular orbit corresponds since the intermediate space is thus able to permit the radial movements which are necessary for the second compressor body with its second spiral rib to always lie adjacent to the first spiral rib of the first compressor body.
  • the intermediate space has a dimension which is in the range from approximately 1.5% to approximately 15% of an expansion of the driving surface in the radial direction. Values from approximately 2% to approximately 10% are preferred.
  • the distance between these, starting from the force-acting section increases with increasing distance from the section, i. That is, due to the continuous increase in the distance between the driving surface and the driving surface, a lubricant cushion is formed near the force-affected section, which must be displaced from the intermediate space in the event of a sudden radial movement and thus employs a certain damping effect.
  • the distance between the driver surface and the driver surface coexists on both sides of the force-affected section increasing distance from this increases, so that a movement in the radial direction or in the opposite direction is damped in each case.
  • a particularly favorable solution with regard to the production of the driving surface provides that the driving surface runs in a circular manner, preferably as a cylindrical surface of a circular cylinder, so that when the second compressor body moves on the orbital track, the driving surface moves along the circular or cylindrical driving surface.
  • the center of the circle or cylinder formed by the driving surface is preferably on the circular path on which the orbital path is based, around the central axis.
  • a simplest embodiment of a driver unit according to the invention provides that it has a single driver surface and a driver surface assigned to it. Preferably, the space between the driver and the driving surface.
  • the driving surface assigned to the driving surface is arranged on an intermediate ring, which in turn acts with a further driving surface on a further section of a further driving surface by applying force and that between the intermediate ring and the further driving surface there is also a further space which contributes to the radial degree of freedom of the driver receptacle with respect to the driver.
  • the intermediate ring it is not absolutely necessary for the intermediate ring to slide with the further driving surface along the further driving surface. It is also conceivable for the intermediate ring to roll along with the additional driving surface on the additional driving surface.
  • the driver surface rolls on the driver surface, which however makes it necessary to for example the driver surface as the outer surface of a driver enclosing and rotatably mounted on this Realize sleeve, so that the driving surface can roll as the entire outer surface of the sleeve on the associated driving surface during the movement of the second compressor body on the orbital track.
  • a lubricant is supplied in front of the driver surface, so that the lubricant is moved during the rotational movement in the direction of the partial section under power.
  • Such a lubricant supply to the driver unit via the driver can be implemented in a variety of ways. For example, it would be conceivable to let lubricant emerge on the face of the driver, which then moves in the direction of the intermediate space and penetrates into it.
  • a particularly favorable solution provides that for this purpose the driver with a lubricant channel passing through it is provided, the lubricant channel preferably continuing from the driver via the drive shaft and, for example, a lubricant pump being arranged at an end of the drive shaft of the drive motor opposite the driver.
  • the driver is provided with a lubricant outlet opening close to the driver surface and opening into the intermediate space, so that the lubricant is preferably introduced into the intermediate space directly in front of the carrier surface and then from it Moved direction of the power section.
  • the intermediate space in order to have the lubricant available as optimally as possible in the area of the force-affected section, in particular for the formation of a hydrodynamic lubricating film, it is preferably provided that the intermediate space, viewed in the direction of rotation of the driver, has an expansion in front of the driving surface which holds the lubricant due to capillary action .
  • the force-affected section of the driving surface always extends approximately parallel to the direction of the radial degree of freedom and maintains this orientation, so that a defined orientation of the action of the driver on the driver receptacle can thereby be determined.
  • the section lies symmetrically to a tangent to the circular path on which the orbital orbit is based, the tangent running through the center of the circular driving surface.
  • the driver always acts on the second compressor body in such a way that it is able to overcome the tangential gas force, but does not make any contribution in the direction of the radial degree of freedom, so that the radial gas force only counteracts the centrifugal force.
  • FIG. 1 shows a longitudinal section through a first embodiment of a compressor according to the invention.
  • FIG. 2 shows an enlarged partial section along line 2-2 in FIG. 1 with an additional illustration of a section of a first and a second spiral rib, in which overcoming the tangential gas force does not lead to a radial force component;
  • Fig. 3 is an illustration of an interpretation of the first
  • Embodiment wherein the overcoming of the tangential gas force leads to a force component in the radial direction;
  • FIG. 4 shows a section similar to FIG. 1 through a second embodiment of a compressor according to the invention
  • FIG. 5 shows a section similar to FIG. 2 through the second embodiment
  • Fig. 6 shows a section similar to FIG. 2 through a third embodiment of a compressor according to the invention.
  • FIG. 1 An embodiment of a scroll compressor according to the invention, shown in FIG. 1, comprises a housing designated as a whole by 10, in which an electric drive motor designated as a whole by 12 and a scroll compressor designated as a whole by 14 are arranged.
  • the scroll compressor comprises a first compressor body 16 and a second compressor body 18, the first compressor body 16 having a first spiral rib 22 formed in the form of a circular involute and rising above a base area 20 thereof, and the second compressor body 18 having a second rib rising in a base area 24 Formed a circular involute spiral rib 26, the spiral ribs 22, 26 interlocking and in each case sealingly abut against the base surface 24 or 20 of the respective other compressor body 18, 16, so that there are chambers between the spiral ribs 22, 26 and the base surfaces 20, 24 28 form, in which a compression of a medium takes place, which flows in via an inlet space 30 surrounding the spiral ribs 22, 26 radially on the outside and, after compression in the chambers 28, exits at an end pressure via an outlet
  • the first compressor body 16 is held firmly in the compressor housing 10, while the second compressor body 18 can be moved about a central axis 34 on an orbital track 36 relative to the first compressor body 16, the spiral ribs 22 and 26 theoretically along a line of contact 28 abut each other and the line of contact 28 also rotates around the central axis 34 when the second compressor body 18 moves on the orbital track 36.
  • the drive motor 12 for driving the second compressor body 18 comprises a stator 40, which is fixedly arranged in the housing 10, and a rotor 42, which is seated on a drive shaft 44, which in turn is rotatable, namely about the axis 34, in the housing 10 is stored.
  • a driver unit designated as a whole by 50, which comprises an eccentric 52 designed as a driver, which is arranged with an offset with respect to the central axis 34, specifically in the radial direction.
  • the driver 52 engages in a driver receptacle 54 designed as a bushing, which is arranged on a bottom part 56 of the second compressor body 18, specifically on a side thereof opposite the spiral rib 26 and in the direction of the drive motor 12.
  • the driver receptacle 54 designed as a bush has an inner cylindrical surface 60, the cylinder axis 62 of which on the one hand intersects the theoretically circular orbital track 36, on the other hand runs parallel to the central axis 34, but is offset from the central axis 34 by the radius of the orbital track 36 is arranged.
  • the driver 52 which is designed as an eccentric, is in turn likewise preferably designed as a cylindrical body with a cylindrical jacket surface 64, the cylinder axis 66 of which likewise runs parallel to the central axis 34 and also has a radial distance RE from it, which corresponds approximately to the radius of the orbital orbit 36.
  • the driver 52 is designed such that it rests with a driver surface 70 on the inner cylinder surface 60 of the driver receptacle 54, which acts as a driving surface, in a partial section 72 thereof, for the rest However, it runs without contact with respect to the driving surface 60, so that, starting from the section 72, there is a space 74 between the driver 52 and the driver receptacle 54, which initially has areas 76 and 78 in connection with the section 72, in which there is a width of the space increasingly enlarged, and these areas 76 and 78 with increasing width of the intermediate space 74 merge into an area 80 of maximum width, the area 80 in the first exemplary embodiment being opposite the partial area 72.
  • the driver surface 70 now acts with a force A against the section 72 of the driver surface 60 in order to overcome the tangential gas force TG.
  • the tangential gas force TG aligned in the direction 84 of a tangent to the orbital path 36 through the cylinder axis 62 acts in a neutral direction, which is caused on the one hand by the Cylinder axis 66 runs as the center of curvature of the driving surface 70 and on the other hand runs through the cylinder axis 62 and is perpendicular to a straight line 86 which connects the central axis 34 with the line of contact 28 of the spiral ribs 22, 26.
  • Such dimensioning makes it necessary to choose the distance RE of the cylinder axis 66 of the driver 52 from the central axis 34 to be greater than the radius RB of the orbital track 36, since the cylinder axis 66 is offset in relation to the cylinder axis 62 in the direction of the force-actuated section 72.
  • the cylinder axis 62 is shifted away from the central axis 34, as viewed in the radial direction 86, relative to the cylinder axis and is thus, with respect to the radial direction 86, on the side of the cylinder axis 66 opposite the central axis 34 2 in the direction according to FIG. 2 in the direction of the central axis 34, and thus the tangent 85 ', created in the partial area 72', is inclined with respect to the radial direction 86, so that the parallel a tangential gas force TG effective at tangent 84 has a component TGS perpendicular to tangent 85 'and a component TGR in FIG 3 comprises the radial direction 86 which, in the case shown in FIG. 3, counteracts the centrifugal force Z in the same direction as the radial gas force RG, that is to say with respect to the force with which the spiral ribs 22, 26 abut one another.
  • Such a radial component TGR of the tangential gas force can already be determined constructively by selecting the distance RE to be smaller than it should be for the starting position.
  • a radial component TGR also occurs when the radius RB of the orbital track 36 increases compared to the radius RB for the starting position due to machining inaccuracies in the area of the adjacent spiral ribs 22, 26.
  • a reverse acting radial component TGR i. H.
  • a component TGR with a strengthening effect with regard to the force with which the spiral ribs 22, 26 abut against one another arises when the cylinder axis 62 moves relative to the cylinder axis 66 towards the central axis 34 and, viewed in the radial direction 86, between the latter and the Cylinder axis 66 lies, wherein the reinforcing radial component TGR is either predetermined by design or can arise due to inaccuracies by changing the radius of the orbital track 36.
  • driver surface 70 of the driver 52 always remains the same, since the driver 52 is fixedly connected to the drive shaft 44 and thus pivots around it with the central axis 34 as the axis of rotation.
  • the areas 76 and 78 of the space 74 Due to the increasing width in the areas 76 and 78 of the space 74 between the driver 52 and the driver receptacle 54, the areas 76 and 78 of the space 74 have a width W at the point at which they are penetrated by the connecting line 86, which is a Movement of the second compressor body 18 in the radial direction to the central axis 34 permits, so that overall the second compressor body 18 with the spiral rib 26 has a radial degree of freedom in the direction of the line 86, which makes it possible, on the one hand, for the liquid spiral to briefly cause the second spiral rib 26 from of the first spiral rib 22 and the second spiral rib 26 is also able to compensate for manufacturing inaccuracies in the region of the spiral ribs 22 and 26, for example due to a lack of surface accuracy.
  • the guidance of the second compressor body 18 during movement along the path in the radial direction takes place through the spiral ribs 22 and 26 abutting along the line of contact 28, so that the orbital movement of the second compressor body 18 is not a theoretically circular orbital path 36 generated about the central axis 34, but deviates from this ideal geometric circular path due to manufacturing inaccuracies or operational thermal expansion or wear.
  • the second compressor body 18 compensates all of this automatically due to the centrifugal force Z acting thereon, since the driver receptacle 54 is able to carry out radial movements to the central axis 34 in the regions 76 and 78 due to the width W of the intermediate space 74.
  • the width W is designed such that it is at least as large as the deviations of the orbital orbit 36 from an ideal geometric circular path around the central axis 34.
  • the width W was dimensioned such that it is of the order of magnitude of the deviations of the orbital orbit 36 from an ideal circular orbit.
  • the width W is preferably in a range from approximately 1.5% e to approximately 15% ⁇ of the diameter of the circle defining the cylinder inner surface 60, preferably in the range from approximately 3% a to approximately 10% &. Based on a bearing play that would be required if the cylinder surface 64 of the driver 52 with the cylinder inner surface 60 of the driver receptacle 54 is a conventional rotating slide bearing would form, this means that the width W is at least 1.5 times a maximum usual bearing clearance and is less than six times a usual maximum bearing clearance.
  • the lubrication between the driving surface 70 and the driving surface 60 takes place through an oil channel 92, which starts from an oil pump 91 and passes through the drive shaft 44 and the driving 52, which ends on an end 94 of the driving 52 facing away from the drive shaft 44 and thus ends with an orifice opening 96 introduces oil into a space 98 between the end face 94 and the base plate 56 of the second compressor body 18, which then enters the space 74 from this space 98, the space 74 preferably being dimensioned such that the oil is drawn into it by capillary action, a hydrodynamic lubricating film can be produced in the sub-area 72 in a simple manner on account of the sub-area 72 rotating on the driving surface 60.
  • the second compressor body 18 can still be moved axially in the direction of the central axis 34 towards the first compressor body and is acted upon by a piston 99 mounted in the housing 10, the pressure chambers 99a, b of which are connected to the medium to be compressed via channels and thus by are charged to this.
  • the oil channel 92 is provided with a transverse channel 100 which extends radially to the cylinder axis 66 and which ends with an opening 102 which opens in the cylinder surface 64 lies, however, is offset from the driver surface 70 seen in the direction of rotation 82 to the front, so that oil is supplied to the area 76 of the space 74, which runs in advance of the force-actuated section 72 when the second compressor body 18 moves on the orbital track 36 in front of the force-affected section 72 , which then moves in the direction of the section 72 and leads in the area of the section 72 between the driving surface 60 and the driving surface 70 to a hydrodynamic oil film which lies between the driving surface 70 and the force-carrying section 72 of the driving surface 60.
  • the second exemplary embodiment is designed in the same way as the first exemplary embodiment, so that the same parts are provided with the same reference numerals and in this respect reference can be made in full to the statements relating to the first exemplary embodiment.
  • the driver unit 50 is designed such that the driver 52 with the driver surface 70 acts on an intermediate ring 110 which carries the driver surface 60, the portion 72 of which is acted upon by the driver surface 70.
  • the intermediate ring 110 has also has an outer cylindrical surface 112, which is arranged coaxially to the driving surface 60 and forms a driving surface 120, which then in turn acts on a driving surface 130 designed as a cylindrical surface to the cylinder axis 62, the further driving surface 120 only in the area of a further subsection 122 acts on further driving surface 130, which represents an inner surface of the driving receptacle 54.
  • a further space 124 is provided, and both spaces 74 and 124 contribute to the radial degree of freedom of the driver receptacle 54 relative to the driver 52.
  • This solution has the advantage that the widths W x and W 2 of the spaces 74 and 124, which contribute to the radial degree of freedom in the direction of the connecting line 86, add up, so that the spaces 74 and 124 each individually have a smaller width W : and W 2 may have, but overall the mobility of the second compressor body 18 with the second spiral rib 26 required for the radial degree of freedom results from the sum of the two widths W x and W 2 , so that, despite the smaller widths of the individual spaces 74 and 124, a sufficiently large overall radial mobility is achievable.
  • the small widths x and W 2 of the spaces 74 and 124 also allow good lubrication and even better damping against vibratory movements of the second compressor body relative to the driver 52, since there is the possibility of maintaining an oil supply in the spaces 74 and 124, which is for Carrying out a movement in the radial direction is displaceable, but the damping has a damping effect on higher-frequency vibratory movements.

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Abstract

In order to improve a compressor comprising a scroll compressor with a first compressor member and a second compressor member, a drive with a drive motor and an entraining unit which has an entraining member moving on an entraining path and an entraining member receiving means arranged on the second compressor member, wherein the compressor member receiving means is movable in a radial direction in relation to the central axis with a radial degree of freedom in relation to the entraining member, in such a manner that this can be produced as simply as possible and operates as reliably as possible it is suggested that the entraining member have an entraining member surface curved convexly in a direction transverse to the central axis in a direction of rotation, that the entraining member receiving means be non-rotatably arranged in relation to the second compressor member and have an entraining surface which surrounds the entraining member in a ring shape and on which the entraining member surface bears by always acting upon it with a force only in an orbiting subsection and that a space exist between the entraining member and the entraining surface outside the subsection acted upon with a force.

Description

SPIRALKOMPRESSOR SPIRAL COMPRESSOR
Die Erfindung betrifft einen Kompressor umfassend einen Spiralverdichter mit einem ersten Verdichterkörper und einem zweiten Verdichterkörper, deren in Form einer Kreisevolvente ausgebildete erste bzw. zweite Spiralrippen so ineinandergreifen, daß der zweite Verdichterkörper gegenüber dem ersten Verdichterkörper auf einer Orbitalbahn um eine Mittelachse bewegbar ist, einen Antrieb für den Spiralverdichter mit einem Antriebsmotor und eine Mitnehmereinheit, welche einen vom Antriebsmotor angetriebenen und auf einer Mitnehmerbahn um die Mittelachse umlaufenden Mitnehmer und eine an dem zweiten Verdichterkörper angeordnete Mitnehmeraufnahme aufweist, wobei die Mitnehmeraufnahme in radialer Richtung zur Mittelachse mit einem radialen Freiheitsgrad gegenüber dem Mitnehmer so bewegbar ist, daß der zweite Verdichterkörper aufgrund des radialen Freiheitsgrades und der auf den zweiten Verdichterkörper wirkenden Zentrifugalkräfte mit der zweiten Spiralrippe an der ersten Spiralrippe des ersten Verdichterkörpers dichtend anliegend bewegbar ist.The invention relates to a compressor comprising a scroll compressor with a first compressor body and a second compressor body, the first and second spiral ribs of which are designed in the form of a circular involute, so that the second compressor body can be moved on an orbital path about a central axis relative to the first compressor body, a drive for the scroll compressor with a drive motor and a driver unit which has a driver driven by the drive motor and rotating on a driver path around the central axis and a driver receptacle arranged on the second compressor body, the driver receptacle in the radial direction to the central axis having a radial degree of freedom with respect to the driver It is movable that the second compressor body with the second spiral rib on the first spiral rib due to the radial degree of freedom and the centrifugal forces acting on the second compressor body of the first compressor body is sealingly movable.
Ein derartiger Spiralkompressor ist beispielsweise aus dem US-Patent 5,295,813 bekannt.Such a scroll compressor is known, for example, from US Pat. No. 5,295,813.
Bei diesen Spiralkompressoren besteht das Problem, daß diese Lösung aufwendig herzustellen ist und andererseits durch die ebenen Mitnehmerflächen unerwünschte hohe lokale Flächenpressungen auftreten können. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Kompressor der gattungsgemäßen Art derart zu verbessern, daß dieser möglichst einfach herstellbar ist und möglichst zuverlässig arbeitet.The problem with these scroll compressors is that this solution is complicated to manufacture and, on the other hand, undesirable high local surface pressures can occur due to the flat driver surfaces. The invention is therefore based on the object of improving a compressor of the generic type in such a way that it can be manufactured as simply as possible and works as reliably as possible.
Diese Aufgabe wird bei einem Kompressor der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Mitnehmer eine in einer Richtung quer zur Mittelachse in Drehrichtung konvex gekrümmte Mitnehmerfläche aufweist, daß die Mitnehmeraufnähme drehfest gegenüber dem zweiten Verdichterkörper angeordnet ist und eine den Mitnehmer ringförmig umschließende Mitnahmefläche aufweist, auf welche die Mitnehmerfläche stets nur in einem Teilabschnitt durch Kraftbeaufschlagung einwirkt, daß der kraftbeaufschlagte Teilabschnitt bei einem Umlauf des zweiten Verdichterkörpers auf der Orbitalbahn auf der Mitnahmefläche ebenfalls umläuft und daß zwischen dem Mitnehmer und der Mitnahmefläche außerhalb des kraftbeaufschlagten Teilabschnitts ein den radialen Freiheitsgrad der Mitnehmeraufnahme gegenüber dem Mitnehmer zulassender Zwischenraum besteht.This object is achieved according to the invention in a compressor of the type described at the outset in that the driver has a driver surface which is convexly curved in a direction transverse to the central axis in the direction of rotation, that the driver receptacle is arranged in a rotationally fixed manner relative to the second compressor body and has a driver surface which surrounds the driver in an annular manner, to which the driver surface always acts only in a partial section by applying force, that the pressurized section also rotates on the driving surface when the second compressor body rotates on the orbital track, and that between the driver and the driving surface outside the force-carrying section, the radial degree of freedom of the driver receptacle is opposite there is space between the driver.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt in seiner konstruktiven Einfachheit, die es erlaubt, einerseits die Mitnehmeraufnahme nicht mehr drehbar am zweiten Verdichterkörper anzuordnen, sondern drehfest, so daß das hierzu erforderliche Drehlager entfallen kann, da bei der erfindungsgemäßen Lösung die Relativdrehung durch das Umlaufen des Teilabschnitts auf der Mitnahmefläche gelöst wird.The advantage of the solution according to the invention lies in its structural simplicity, which on the one hand allows the driver receptacle no longer to be rotatably arranged on the second compressor body, but in a rotationally fixed manner, so that the pivot bearing required for this can be omitted, since in the solution according to the invention the relative rotation due to the rotation of the section is solved on the driving surface.
Darüber hinaus hat die erfindungsgemäße Lösung noch den großen Vorteil, daß sie weniger und insbesondere nur einfach zu bearbeitende Teile benötigt. Eine konstruktiv besonders einfache Lösung sieht dabei vor, daß die Mitnehmeraufnähme fest am zweiten Verdichterkörper angeordnet ist.In addition, the solution according to the invention has the great advantage that it requires fewer and, in particular, only easy to machine parts. A structurally particularly simple solution provides that the driver receptacle is fixedly arranged on the second compressor body.
Im konstruktiv einfachsten Fall handelt es sich hierbei um eine an den Verdichterkörper vorzugsweise einstückig angeformte Buchse, in deren innere Ausnehmung der Mitnehmer eingreift.In the structurally simplest case, this is a bushing which is preferably integrally formed on the compressor body and in whose inner recess the driver engages.
Hinsichtlich der Dimensionierung des möglichen radialen Freiheitsgrades wäre es auch denkbar, diesen geringer auszubilden als die maximal möglichen Bewegungen des Verdichterkörpers in radialer Richtung. Besonders günstig ist es jedoch, wenn der mögliche radiale Freiheitsgrad mindestens der maximalen Abweichung der Orbitalbahn des zweiten Verdichterkörpers von einer geometrischen Kreisbahn um die Mittelachse entspricht. Dabei stellt die geometrische Kreisbahn um die Mittelachse den Idealfall der Orbitalbahn dar, der jedoch aufgrund der Fertigungsungenauigkeiten im Bereich der Spiralrippen, aufgrund von thermischen Veränderungen während des Betriebs, beispielsweise unterschiedliche Temperaturausdehnung, oder auch aufgrund von Verschleiß weder zeitweise erreicht werden kann, noch über lange Zeit aufrechterhalten werden kann, so daß davon auszugehen ist, daß die tatsächliche Orbitalbahn des zweiten Verdichterkörpers von der idealen geometrischen Kreisbahn abweicht.With regard to the dimensioning of the possible radial degree of freedom, it would also be conceivable to make it smaller than the maximum possible movements of the compressor body in the radial direction. However, it is particularly favorable if the possible radial degree of freedom corresponds at least to the maximum deviation of the orbital orbit of the second compressor body from a geometric circular path around the central axis. The geometric circular path around the central axis represents the ideal case of the orbital path, which, however, cannot be reached temporarily or over a long time due to the manufacturing inaccuracies in the area of the spiral ribs, due to thermal changes during operation, for example different temperature expansion, or due to wear Time can be maintained, so that it can be assumed that the actual orbital path of the second compressor body deviates from the ideal geometric circular path.
Hinsichtlich der Dimensionierung des Zwischenraums ist es besonders günstig, wenn der Zwischenraum in radialer Richtung eine Ausdehnung aufweist, welche mindestens der maximalen Abweichung der Orbitalbahn von der geometrischen Kreisbahn entspricht, da damit der Zwischenraum in der Lage ist, die radialen Bewegungen, die erforderlich sind, damit der zweite Verdichterkörper mit seiner zweiten Spiralrippe stets anliegend längs der ersten Spiralrippe des ersten Verdichterkörpers verläuft, zuzulassen.With regard to the dimensioning of the intermediate space, it is particularly favorable if the intermediate space has an extension in the radial direction which is at least the maximum deviation of the orbital orbit from the geometric circular orbit corresponds since the intermediate space is thus able to permit the radial movements which are necessary for the second compressor body with its second spiral rib to always lie adjacent to the first spiral rib of the first compressor body.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat der Zwischenraum eine Dimension, die im Bereich von ungefähr 1,5 %o bis ungefähr 15 %o einer Ausdehnung der Mitnahmefläche jeweils in radialer Richtung beträgt. Bevorzugt sind Werte von ungefähr 2 %o bis ungefähr 10 %o.In a preferred exemplary embodiment, the intermediate space has a dimension which is in the range from approximately 1.5% to approximately 15% of an expansion of the driving surface in the radial direction. Values from approximately 2% to approximately 10% are preferred.
Hinsichtlich der Ausbildung des Zwischenraums sind die unterschiedlichsten Lösungen denkbar. So wäre es beispielsweise denkbar, daß der Zwischenraum im Anschluß an die Mitnehmerfläche sprunghaft weiter wird.A wide variety of solutions are conceivable with regard to the formation of the intermediate space. It would be conceivable, for example, that the space widened abruptly following the driving surface.
Um jedoch vorzusehen, daß bei einer radialen Bewegung der Mitnehmeraufnahme relativ zum Mitnehmer die radiale Bewegung einer gewissen Dämpfung unterworfen wird, ist vorzugsweise vorgesehen, daß der Abstand zwischen diesen von dem kraftbeaufschlagten Teilabschnitt ausgehend sich mit zunehmendem Abstand von dem Teilabschnitt zunehmend vergrößert, d. h., daß durch die kontinuierliche Vergrößerung des Abstands zwischen der Mitnehmerfläche und der Mitnahmefläche sich nahe des kraftbeaufschlagten Teilabschnitts ein Schmiermittelpolster bildet, das bei einer plötzlichen radialen Bewegung aus dem Zwischenraum verdrängt werden muß und somit eine gewisse Dämpfungswirkung einsetzt.However, in order to provide for a radial damping of the driver receptacle relative to the driver to subject the radial movement to a certain amount of damping, it is preferably provided that the distance between these, starting from the force-acting section, increases with increasing distance from the section, i. That is, due to the continuous increase in the distance between the driving surface and the driving surface, a lubricant cushion is formed near the force-affected section, which must be displaced from the intermediate space in the event of a sudden radial movement and thus employs a certain damping effect.
Besonders günstig ist es dabei, wenn sich der Abstand zwischen der Mitnehmerfläche und der Mitnahmefläche beiderseits des kraftbeaufschlagten Teilabschnitts mit zunehmendem Abstand von diesem vergrößert, so daß eine Bewegung in radialer Richtung oder auch entgegengesetzt dazu jeweils eine Dämpfung erfährt.It is particularly expedient if the distance between the driver surface and the driver surface coexists on both sides of the force-affected section increasing distance from this increases, so that a movement in the radial direction or in the opposite direction is damped in each case.
Eine hinsichtlich der Herstellung der Mitnahmefläche besonders günstige Lösung sieht vor, daß die Mitnahmefläche kreisförmig, vorzugsweise als Zylinderfläche eines Kreiszylinders, verläuft, so daß bei der Bewegung des zweiten Verdichterkörpers auf der Orbitalbahn die Mitnehmerfläche sich entlang der kreisförmig oder zylindrisch verlaufenden Mitnahmefläche bewegt.A particularly favorable solution with regard to the production of the driving surface provides that the driving surface runs in a circular manner, preferably as a cylindrical surface of a circular cylinder, so that when the second compressor body moves on the orbital track, the driving surface moves along the circular or cylindrical driving surface.
Dabei liegt vorzugsweise der Mittelpunkt des von der Mitnahmefläche gebildeten Kreises oder Zylinders auf der der Orbitalbahn zugrundeliegenden Kreisbahn um die Mittelachse.The center of the circle or cylinder formed by the driving surface is preferably on the circular path on which the orbital path is based, around the central axis.
Hinsichtlich der Ausbildung der Mitnehmereinheit wurden im Zusammenhang mit der bisherigen Erläuterung der Erfindung keine näheren Angaben gemacht. So sieht ein einfachstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Mitnehmereinheit vor, daß diese eine einzige Mitnehmerfläche und eine dieser zugeordnete Mitnahmefläche aufweist. Vorzugsweise liegt dabei der Zwischenraum zwischen dem Mitnehmer und der Mitnahmefläche.With regard to the design of the driver unit, no further details have been given in connection with the previous explanation of the invention. Thus, a simplest embodiment of a driver unit according to the invention provides that it has a single driver surface and a driver surface assigned to it. Preferably, the space between the driver and the driving surface.
Eine andere vorteilhafte Lösung sieht vor, daß die der Mitnehmerfläche zugeordnete Mitnahmefläche an einem Zwischenring angeordnet ist, welcher seinerseits mit einer weiter Mitnehmerfläche auf einen weiteren Teilabschnitt einer weiteren Mitnahmefläche durch Kraftbeaufschlagung wirkt und daß zwischen dem Zwischenring und der weiteren Mitnahmefläche ebenfalls ein zu dem radialen Freiheitsgrad der Mitnehmeraufnahme gegenüber dem Mitnehmer beitragender weiterer Zwischenraum besteht. Der Vorteil dieser Lösung ist darin zu sehen, daß die Möglichkeit besteht, den insgesamt erhältlichen radialen Freiheitsgrad auf mindestens zwei oder mehr Zwischenräume zu verteilen, so daß diese Zwischenräume ihrerseits möglichst klein gehalten werden können, um eine möglichst gute Schmierung im Bereich der Zwischenräume zu erreichen, andererseits aber der insgesamt in radialer Richtung mögliche radiale Freiheitsgrad aufgrund der Summe der Weiten der Zwischenräume in radialer Richtung möglichst groß sein kann.Another advantageous solution provides that the driving surface assigned to the driving surface is arranged on an intermediate ring, which in turn acts with a further driving surface on a further section of a further driving surface by applying force and that between the intermediate ring and the further driving surface there is also a further space which contributes to the radial degree of freedom of the driver receptacle with respect to the driver. The advantage of this solution can be seen in the fact that it is possible to distribute the total available radial degree of freedom over at least two or more spaces, so that these spaces in turn can be kept as small as possible in order to achieve the best possible lubrication in the area of the spaces , on the other hand, the overall radial degree of freedom possible in the radial direction can be as large as possible due to the sum of the widths of the gaps in the radial direction.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist es nicht zwingend erforderlich, daß der Zwischenring mit der weiteren Mitnehmerfläche längs der weiteren Mitnahmefläche gleitet. Es ist auch denkbar, daß sich der Zwischenring mit der weiteren Mitnehmerfläche an der weiteren Mitnahmefläche abwälzt.In this exemplary embodiment, it is not absolutely necessary for the intermediate ring to slide with the further driving surface along the further driving surface. It is also conceivable for the intermediate ring to roll along with the additional driving surface on the additional driving surface.
Im übrigen ist es auch im Rahmen der erfindungsgemäßen Lösung denkbar, daß sich auch bei nur einer Mitnehmerfläche und einer zugeordneten Mitnahmefläche die Mitnehmerfläche auf der Mitnahmefläche abwälzt, was es allerdings erforderlich macht, die Mitnehmerfläche beispielsweise als Außenfläche einer den Mitnehmer umschließenden und an diesem drehbar gelagerten Hülse zu realisieren, so daß sich die Mitnehmerfläche als gesamte Außenfläche der Hülse auf der zugeordneten Mitnahmefläche bei der Bewegung des zweiten Verdichterkörpers auf der Orbitalbahn abwälzen kann.Moreover, it is also conceivable within the scope of the solution according to the invention that even with only one driver surface and an associated driver surface, the driver surface rolls on the driver surface, which however makes it necessary to for example the driver surface as the outer surface of a driver enclosing and rotatably mounted on this Realize sleeve, so that the driving surface can roll as the entire outer surface of the sleeve on the associated driving surface during the movement of the second compressor body on the orbital track.
Aus Gründen einer möglichst kostengünstigen Lösung ist es jedoch besonders vorteilhaft, wenn mindestens eine der Mitnehmerflächen bei der Bewegung des zweiten Verdichterkörpers auf der Orbitalbahn relativ zur zugeordneten Mitnahmefläche gleitet, da diese Lösung besonders einfach zu realisieren ist und auch hinsichtlich der Ausbildung des diese Mitnehmerfläche tragenden Körpers einen großen Freiheitsgrad zuläßt.For reasons of a solution that is as cost-effective as possible, however, it is particularly advantageous if at least one of the driver surfaces during the movement of the second Compressor body slides on the orbital track relative to the associated driving surface, since this solution is particularly easy to implement and also allows a large degree of freedom with regard to the design of the body carrying this driving surface.
Im Falle einer auf der Mitnahmefläche gleitenden Mitnehmerfläche ist es wichtig, eine optimale Schmierung zu erhalten, die dann erhältlich ist, wenn zwischen der gleitenden Mitnehmerfläche und der zugeordneten Mitnahmefläche ein hydrodynamischer Schmierfilm erzeugbar ist, welcher dazu beiträgt, daß zwischen der Mitnehmerfläche und der Mitnahmefläche keine im wesentlichen linienförmige Anlage erfolgt, sondern die Mitnehmerfläche aufgrund des Schmierfilms über einen größer ausgedehnten Bereich trägt.In the case of a driving surface sliding on the driving surface, it is important to obtain optimal lubrication, which is available if a hydrodynamic lubricating film can be produced between the sliding driving surface and the associated driving surface, which contributes to the fact that none between the driving surface and the driving surface essentially line-shaped system takes place, but the driver surface carries due to the lubricating film over a larger area.
Zur Ausbildung eines derartigen Schmierfilms ist es besonders günstig, wenn in Drehrichtung des Mitnehmers gesehen vor der Mitnehmerfläche eine Schmiermittelzufuhr erfolgt, so daß das Schmiermittel bei der Drehbewegung in Richtung des kraftbeaufschlagten Teilabschnitts bewegt wird.To form such a lubricating film, it is particularly favorable if, seen in the direction of rotation of the driver, a lubricant is supplied in front of the driver surface, so that the lubricant is moved during the rotational movement in the direction of the partial section under power.
Besonders günstig ist es hierbei, wenn die Schmiermittelzufuhr über den Mitnehmer erfolgt.It is particularly favorable here if the lubricant is supplied via the driver.
Eine derartige Schmiermittelzufuhr zur Mitnehmereinheit über den Mitnehmer kann in unterschiedlichster Weise realisiert werden. Beispielsweise wäre es denkbar, stirnseitig des Mitnehmers Schmiermittel austreten zu lassen, welches sich dann in Richtung des Zwischenraums bewegt und in diesen eindringt. Eine besonders günstige Lösung sieht vor, daß hierzu der Mitnehmer mit einem diesen durchsetzenden Schmiermittelkanal versehen ist, wobei sich vorzugsweise der Schmiermittelkanal von dem Mitnehmer über die Antriebswelle fortsetzt und beispielsweise an einem dem Mitnehmer gegenüberliegenden Ende der Antriebswelle des Antriebsmotors eine Schmiermittelpumpe angeordnet ist.Such a lubricant supply to the driver unit via the driver can be implemented in a variety of ways. For example, it would be conceivable to let lubricant emerge on the face of the driver, which then moves in the direction of the intermediate space and penetrates into it. A particularly favorable solution provides that for this purpose the driver with a lubricant channel passing through it is provided, the lubricant channel preferably continuing from the driver via the drive shaft and, for example, a lubricant pump being arranged at an end of the drive shaft of the drive motor opposite the driver.
Um eine besonders präzise Schmierung zu erreichen, ist vorzugsweise vorgesehen, daß der Mitnehmer mit einer nahe der Mi nehmerfläche und in den Zwischenraum mündenden Schmiermittelaustrittsöffnung versehen ist, so daß das Schmiermittel vorzugsweise unmittelbar vor der Mitnehmerfläche in den Zwischenraum eingebracht wird und sich von diesem dann in Richtung des kraftbeaufschlagten Teilabschnitts bewegt.In order to achieve a particularly precise lubrication, it is preferably provided that the driver is provided with a lubricant outlet opening close to the driver surface and opening into the intermediate space, so that the lubricant is preferably introduced into the intermediate space directly in front of the carrier surface and then from it Moved direction of the power section.
Hinsichtlich der Ausbildung des Zwischenraums sind die unterschiedlichsten Möglichkeiten denkbar. Um jedoch das Schmiermittel möglichst optimal in dem Bereich des kraftbeaufschlagten Teilabschnitts zur Verfügung zu haben, insbesondere zur Ausbildung eines hydrodynamischen Schmierfilms, ist vorzugsweise vorgesehen, daß der Zwischenraum in Drehrichtung des Mitnehmers gesehen vor der Mitnahmefläche eine Ausdehnung aufweist, welche das Schmiermittel aufgrund von Kapillarwirkung hält.A wide variety of options are conceivable with regard to the formation of the intermediate space. However, in order to have the lubricant available as optimally as possible in the area of the force-affected section, in particular for the formation of a hydrodynamic lubricating film, it is preferably provided that the intermediate space, viewed in the direction of rotation of the driver, has an expansion in front of the driving surface which holds the lubricant due to capillary action .
Noch besser ist es, wenn der Zwischenraum über seine gesamte Erstreckung eine derartige Ausdehnung aufweist, daß er Schmiermittel aufgrund von Kapillarwirkung hält.It is even better if the gap has such an extent over its entire extent that it holds lubricant due to capillary action.
Hinsichtlich der Ausrichtung der Mitnehmerfläche in Bezug auf die Richtung, in welcher der radiale Freiheitsgrad wirksam ist, insbesondere in Richtung einer Verbindungslinie zwischen der Mittelachse und einer Berührungslinie der Spiralrippen, wurden bislang keine näheren Angaben gemacht. So ist es besonders vorteilhaft, wenn sich der kraftbeaufschlagte Teilabschnitt der Mitnahmefläche stets ungefähr parallel zu der Richtung des radialen Freiheitsgrades erstreckt und diese Ausrichtung beibehält, so daß dadurch eine definierte Ausrichtung der Einwirkung des Mitnehmers auf die Mitnehmeraufnahme festlegbar ist. Im Idealfall liegt der Teilabschnitt symmetrisch zu einer Tangente an die der Orbitalbahn zugrundeliegende Kreisbahn, wobei die Tangente durch den Mittelpunkt der kreisförmigen Mitnahmefläche verläuft. In diesem Fall wirkt der Mitnehmer stets derart auf den zweiten Verdichterkörper ein, daß er in der Lage ist, die tangentiale Gaskraft zu überwinden, jedoch keinerlei Beitrag in Richtung des radialen Freiheitsgrades liefert, so daß der radialen Gaskraft lediglich die Zentrifugalkraft entgegenwirkt.With regard to the alignment of the driver surface with respect to the direction in which the radial degree of freedom is effective, in particular in the direction of a connecting line between the central axis and a line of contact of the spiral ribs, no further details have so far been given. It is particularly advantageous if the force-affected section of the driving surface always extends approximately parallel to the direction of the radial degree of freedom and maintains this orientation, so that a defined orientation of the action of the driver on the driver receptacle can thereby be determined. Ideally, the section lies symmetrically to a tangent to the circular path on which the orbital orbit is based, the tangent running through the center of the circular driving surface. In this case, the driver always acts on the second compressor body in such a way that it is able to overcome the tangential gas force, but does not make any contribution in the direction of the radial degree of freedom, so that the radial gas force only counteracts the centrifugal force.
Es ist aber auch denkbar, den kraftbeaufschlagten Teilabschnitt der Mitnahmefläche so festzulegen, daß dieser eine geringfügige Neigung gegenüber der Richtung des radialen Freiheitsgrades aufweist und somit die Überwindung der tangentialen Gaskraft durch den Mitnehmer entweder zu einer zur Zentrifugalkraft zusätzlich radial nach außen wirkenden oder zu einer radial nach innen wirkenden zusätzlichen Kraftkomponente führt .However, it is also conceivable to determine the force-affected section of the driving surface in such a way that it has a slight inclination with respect to the direction of the radial degree of freedom and thus the overcoming of the tangential gas force by the driver either to a radially outward effect in addition to the centrifugal force or to a radial one leads to an additional force component acting inwards.
Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung einiger Ausführungsbeispiele. In der Zeichnung zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kompressors;Further features of the invention are the subject of the following description and the drawing of some exemplary embodiments. The drawing shows: 1 shows a longitudinal section through a first embodiment of a compressor according to the invention.
Fig. 2 einen vergrößerten Teilschnitt längs Linie 2-2 in Fig. 1 mit zusätzlicher Darstellung eines Ausschnitts von einer ersten und einer zweiten Spiralrippe, bei welcher eine Überwindung der tangentialen Gaskraft nicht zu einer radialen Kraftkomponente führt;FIG. 2 shows an enlarged partial section along line 2-2 in FIG. 1 with an additional illustration of a section of a first and a second spiral rib, in which overcoming the tangential gas force does not lead to a radial force component;
Fig. 3 eine Darstellung einer Auslegung des erstenFig. 3 is an illustration of an interpretation of the first
Ausführungsbeispiels, wobei die Überwindung der tangentialen Gaskraft zu einer Kraftkomponente in radialer Richtung führt;Embodiment, wherein the overcoming of the tangential gas force leads to a force component in the radial direction;
Fig. 4 einen Schnitt ähnlich Fig. 1 durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kompressors;4 shows a section similar to FIG. 1 through a second embodiment of a compressor according to the invention;
Fig. 5 einen Schnitt ähnlich Fig. 2 durch das zweite Ausführungsbeispiel ;5 shows a section similar to FIG. 2 through the second embodiment;
Fig. 6 einen Schnitt ähnlich Fig. 2 durch ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kompressors.Fig. 6 shows a section similar to FIG. 2 through a third embodiment of a compressor according to the invention.
Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Spiralkompressors, dargestellt in Fig. 1, umfaßt ein als Ganzes mit 10 bezeichnetes Gehäuse, in welchem ein als Ganzes mit 12 bezeichneter elektrischer Antriebsmotor und ein als Ganzes mit 14 bezeichneter Spiralverdichter angeordnet sind. Der Spiralverdichter umfaßt dabei einen ersten Verdichterkörper 16 und einen zweiten Verdichterkörper 18, wobei der erste Verdichterkörper 16 eine sich über eine Grundfläche 20 desselben erhebende erste in Form einer Kreisevolvente ausgebildete Spiralrippe 22 aufweist und der zweite Verdichterkörper 18 eine sich über eine Grundfläche 24 erhebende zweite in Form einer Kreisevolvente ausgebildete Spiralrippe 26, wobei die Spiralrippen 22, 26 ineinandergreifen und dabei jeweils an der Grundfläche 24 bzw. 20 des jeweils anderen Verdichterkörpers 18, 16 dichtend anliegen, so daß sich zwischen den Spiralrippen 22, 26 sowie den Grundflächen 20, 24 Kammern 28 bilden, in welchen eine Verdichtung eines Mediums erfolgt, das über einen die Spiralrippen 22, 26 radial außen umgebenden Einlaßraum 30 mit Anfangsdruck zuströmt und nach dem Verdichten in den Kammern 28 über einen Auslaß 32, vorgesehen in dem ersten Verdichterkörper 16, mit Enddruck austritt.An embodiment of a scroll compressor according to the invention, shown in FIG. 1, comprises a housing designated as a whole by 10, in which an electric drive motor designated as a whole by 12 and a scroll compressor designated as a whole by 14 are arranged. The scroll compressor comprises a first compressor body 16 and a second compressor body 18, the first compressor body 16 having a first spiral rib 22 formed in the form of a circular involute and rising above a base area 20 thereof, and the second compressor body 18 having a second rib rising in a base area 24 Formed a circular involute spiral rib 26, the spiral ribs 22, 26 interlocking and in each case sealingly abut against the base surface 24 or 20 of the respective other compressor body 18, 16, so that there are chambers between the spiral ribs 22, 26 and the base surfaces 20, 24 28 form, in which a compression of a medium takes place, which flows in via an inlet space 30 surrounding the spiral ribs 22, 26 radially on the outside and, after compression in the chambers 28, exits at an end pressure via an outlet 32 provided in the first compressor body 16 .
Bei dem beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel ist der erste Verdichterkörper 16 fest in dem Kompressorgehäuse 10 gehalten, während der zweite Verdichterkörper 18 um eine Mittelachse 34 herum auf einer Orbitalbahn 36 relativ zum ersten Verdichterkörper 16 bewegbar ist, wobei die Spiralrippen 22 und 26 theoretisch längs einer Berührungslinie 28 aneinander anliegen und die Berührungslinie 28 ebenfalls bei der Bewegung des zweiten Verdichterkörpers 18 auf der Orbitalbahn 36 um die Mittelachse 34 umläuft.In the first exemplary embodiment described, the first compressor body 16 is held firmly in the compressor housing 10, while the second compressor body 18 can be moved about a central axis 34 on an orbital track 36 relative to the first compressor body 16, the spiral ribs 22 and 26 theoretically along a line of contact 28 abut each other and the line of contact 28 also rotates around the central axis 34 when the second compressor body 18 moves on the orbital track 36.
Der Antriebsmotor 12 zum Antrieb des zweiten Verdichterkörpers 18 umfaßt einen Stator 40, der fest in dem Gehäuse 10 angeordnet ist, und einen Rotor 42, welcher auf einer Antriebswelle 44 sitzt, die ihrerseits wiederum drehbar, und zwar um die Achse 34, in dem Gehäuse 10 gelagert ist. Zur Kopplung der Drehbewegung der Antriebswelle 44 mit dem zweiten Verdichterkörper 18 ist eine als Ganzes mit 50 bezeichnete Mitnehmereinheit vorgesehen, die einen als Mitnehmer ausgebildeten Exzenter 52 umfaßt, der gegenüber der Mittelachse 34, und zwar in radialer Richtung, mit einem Versatz angeordnet ist.The drive motor 12 for driving the second compressor body 18 comprises a stator 40, which is fixedly arranged in the housing 10, and a rotor 42, which is seated on a drive shaft 44, which in turn is rotatable, namely about the axis 34, in the housing 10 is stored. For coupling the rotary movement of the drive shaft 44 to the second compressor body 18, a driver unit, designated as a whole by 50, is provided, which comprises an eccentric 52 designed as a driver, which is arranged with an offset with respect to the central axis 34, specifically in the radial direction.
Der Mitnehmer 52 greift in eine als Buchse ausgebildete Mitnehmeraufnahme 54 ein, die an einem Bodenteil 56 des zweiten Verdichterkörpers 18 angeordnet ist, und zwar auf einer der Spiralrippe 26 gegenüberliegenden Seite derselben und in Richtung des Antriebsmotors 12 weist.The driver 52 engages in a driver receptacle 54 designed as a bushing, which is arranged on a bottom part 56 of the second compressor body 18, specifically on a side thereof opposite the spiral rib 26 and in the direction of the drive motor 12.
Wie in Fig. 2 dargestellt, weist die als Buchse ausgebildete Mitnehmeraufnähme 54 eine innere Zylinderfläche 60 auf, deren Zylinderachse 62 einerseits die theoretisch kreisförmige Orbitalbahn 36 schneidet, andererseits parallel zur Mittelachse 34 verläuft, jedoch gegenüber der Mittelachse 34 um den Radius der Orbitalbahn 36 versetzt angeordnet ist.As shown in FIG. 2, the driver receptacle 54 designed as a bush has an inner cylindrical surface 60, the cylinder axis 62 of which on the one hand intersects the theoretically circular orbital track 36, on the other hand runs parallel to the central axis 34, but is offset from the central axis 34 by the radius of the orbital track 36 is arranged.
Der als Exzenter ausgebildete Mitnehmer 52 ist seinerseits ebenfalls vorzugsweise als zylindrischer Körper mit einer Zylindermantelfläche 64 ausgebildet, deren Zylinderachse 66 ebenfalls parallel zur Mittelachse 34 verläuft und darüber hinaus einen radialen Abstand RE von dieser aufweist, welcher ungefähr dem Radius der Orbitalbahn 36 entspricht.The driver 52, which is designed as an eccentric, is in turn likewise preferably designed as a cylindrical body with a cylindrical jacket surface 64, the cylinder axis 66 of which likewise runs parallel to the central axis 34 and also has a radial distance RE from it, which corresponds approximately to the radius of the orbital orbit 36.
Erfindungsgemäß ist der Mitnehmer 52 so ausgebildet, daß er mit einer Mitnehmerfläche 70 an der als Mitnahmefläche wirkenden inneren Zylinderfläche 60 der Mitnehmeraufnahme 54 in einem Teilabschnitt 72 derselben anliegt, im übrigen jedoch gegenüber der Mitnahmefläche 60 berührungslos verläuft, so daß sich ausgehend von dem Teilabschnitt 72 ein Zwischenraum 74 zwischen dem Mitnehmer 52 und der Mitnehmeraufnahme 54 ergibt, welcher zunächst im Anschluß an den Teilabschnitt 72 Bereiche 76 und 78 aufweist, in denen sich eine Weite des Zwischenraums zunehmend vergrößert, und diese Bereiche 76 und 78 mit zunehmender Weite des Zwischenraums 74 gehen in einen Bereich 80 maximaler Weite über, wobei der Bereich 80 bei dem ersten Ausführungsbeispiel dem Teilbereich 72 gegenüberliegend steht.According to the invention, the driver 52 is designed such that it rests with a driver surface 70 on the inner cylinder surface 60 of the driver receptacle 54, which acts as a driving surface, in a partial section 72 thereof, for the rest However, it runs without contact with respect to the driving surface 60, so that, starting from the section 72, there is a space 74 between the driver 52 and the driver receptacle 54, which initially has areas 76 and 78 in connection with the section 72, in which there is a width of the space increasingly enlarged, and these areas 76 and 78 with increasing width of the intermediate space 74 merge into an area 80 of maximum width, the area 80 in the first exemplary embodiment being opposite the partial area 72.
Bei der Bewegung des Mitnehmers 52 um die Mittelachse 34 in Drehrichtung 82 wirkt nun die Mitnehmerfläche 70 mit einer Kraft A gegen den Teilabschnitt 72 der Mitnahmefläche 60, um die tangentiale Gaskraft TG zu überwinden. In einer Ausgangsstellung, in welcher sich die Zylinderachse 62 auf der theoretisch vorgesehenen kreisförmigen Orbitalbahn 36 um die Mittelachse bewegt, wirkt die in Richtung 84 einer Tangente an die Orbitalbahn 36 durch die Zylinderachse 62 ausgerichtete tangentiale Gaskraft TG in einer neutralen Richtung, welche einerseits durch die Zylinderachse 66 als Krümmungsmittelpunkt der Mitnehmerfläche 70 verläuft und andererseits durch die Zylinderachse 62 hindurch verläuft und senkrecht auf einer Geraden 86 steht, welche die Mittelachse 34 mit der Berührungslinie 28 der Spiralrippen 22, 26 verbindet. Da in der Ausgangsstellung eine Tangente 85, angelegt an die Mitnehmerfläche 70 im Teilbereich 72 im Schnittpunkt mit der Tangente 84 an die Orbitalbahn 36, parallel zur Geraden 86 und somit parallel zur radialen Richtung verläuft, heben sich die Antriebskraft A und die tangentiale Gaskraft TG auf, ohne eine in radialer Richtung zur Mittelachse 34 wirksame Kraftkomponente zu erzeugen, so daß die im Bereich der Berührungslinie 28 auf den zweiten Verdichterkörper 18 und in Richtung der Verbindungsgeraden 86 wirkende radiale Gaskraft RG ausschließlich durch die Zentrifugalkraft Z kompensiert werden kann, die ebenfalls in Richtung der Verbindungsgeraden 86 im Bereich der Berührungslinie 28 wirksam ist.When the driver 52 moves about the central axis 34 in the direction of rotation 82, the driver surface 70 now acts with a force A against the section 72 of the driver surface 60 in order to overcome the tangential gas force TG. In a starting position, in which the cylinder axis 62 moves on the theoretically intended circular orbital path 36 around the central axis, the tangential gas force TG aligned in the direction 84 of a tangent to the orbital path 36 through the cylinder axis 62 acts in a neutral direction, which is caused on the one hand by the Cylinder axis 66 runs as the center of curvature of the driving surface 70 and on the other hand runs through the cylinder axis 62 and is perpendicular to a straight line 86 which connects the central axis 34 with the line of contact 28 of the spiral ribs 22, 26. Since in the starting position a tangent 85, applied to the driving surface 70 in the partial area 72 at the intersection with the tangent 84 to the orbital track 36, runs parallel to the straight line 86 and thus parallel to the radial direction, the driving force A and the tangential gas force TG cancel each other out without generating a force component effective in the radial direction to the central axis 34, so that the force in the region of the Line of contact 28 on the second compressor body 18 and radial gas force RG acting in the direction of the connecting line 86 can be compensated exclusively by the centrifugal force Z, which is likewise effective in the direction of the connecting line 86 in the region of the line of contact 28.
Eine derartige Dimensionierung macht es erforderlich, den Abstand RE der Zylinderachse 66 des Mitnehmers 52 von der Mittelachse 34 größer zu wählen als den Radius RB der Orbitalbahn 36, da die Zylinderachse 66 gegenüber der Zylinderachse 62 in Richtung des kraftbeaufschlagten Teilabschnitts 72 versetzt ist.Such dimensioning makes it necessary to choose the distance RE of the cylinder axis 66 of the driver 52 from the central axis 34 to be greater than the radius RB of the orbital track 36, since the cylinder axis 66 is offset in relation to the cylinder axis 62 in the direction of the force-actuated section 72.
Es besteht jedoch aber auch die Möglichkeit, wie in Fig. 3 dargestellt, die tangentiale Gaskraft TG so wirken zu lassen, daß eine in der radialen Richtung 86 wirksame Komponente TGR entsteht. Dieser Fall tritt dann ein, wenn die Zylinderachse 62 der Zylinderfläche 60 entweder in Richtung der Mittelachse 34 oder von dieser weg gegenüber der Ausgangsstellung (Fig. 2) verschoben wird, in welcher die Zylinderachse 66 auf der Tangente 84 liegt. Wird beispielsweise, wie in Fig. 3 dargestellt, die Zylinderachse 62 gegenüber der Zylinderachse in radialer Richtung 86 gesehen von der Mittelachse 34 weg verschoben und liegt somit, bezogen auf die radiale Richtung 86, auf der der Mittelachse 34 gegenüberliegenden Seite der Zylinderachse 66, so liegt der Teilabschnitt 72' gegenüber dem Teilabschnitt 72 beim Fall gemäß Fig. 2 in Richtung der Mittelachse 34 auf diese zu verschoben und somit ist die Tangente 85', angelegt in dem Teilbereich 72', gegenüber der radialen Richtung 86 geneigt, so daß die parallel zur Tangente 84 wirksame tangentiale Gaskraft TG eine Komponente TGS senkrecht zur Tangente 85 ' und eine Komponente TGR in der radialen Richtung 86 umfaßt, die im in Fig. 3 dargestellten Fall der Zentrifugalkraft Z entgegen und gleichgerichtet zu der radialen Gaskraft RG, d. h. hinsichtlich der Kraft, mit der die Spiralrippen 22, 26 aneinander anliegen, abschwächend wirkt.However, there is also the possibility, as shown in FIG. 3, of allowing the tangential gas force TG to act in such a way that a component TGR which is effective in the radial direction 86 is produced. This occurs when the cylinder axis 62 of the cylinder surface 60 is either displaced in the direction of the central axis 34 or away from it in relation to the starting position (FIG. 2) in which the cylinder axis 66 lies on the tangent 84. If, for example, as shown in FIG. 3, the cylinder axis 62 is shifted away from the central axis 34, as viewed in the radial direction 86, relative to the cylinder axis and is thus, with respect to the radial direction 86, on the side of the cylinder axis 66 opposite the central axis 34 2 in the direction according to FIG. 2 in the direction of the central axis 34, and thus the tangent 85 ', created in the partial area 72', is inclined with respect to the radial direction 86, so that the parallel a tangential gas force TG effective at tangent 84 has a component TGS perpendicular to tangent 85 'and a component TGR in FIG 3 comprises the radial direction 86 which, in the case shown in FIG. 3, counteracts the centrifugal force Z in the same direction as the radial gas force RG, that is to say with respect to the force with which the spiral ribs 22, 26 abut one another.
Eine derartige radiale Komponente TGR der tangentialen Gaskraft kann bereits konstruktiv dadurch festgelegt werden, daß der Abstand RE kleiner gewählt wird als er für die Ausgangsstellung sein müßte.Such a radial component TGR of the tangential gas force can already be determined constructively by selecting the distance RE to be smaller than it should be for the starting position.
Eine radiale Komponente TGR tritt aber auch dann auf, wenn sich der Radius RB der Orbitalbahn 36 aufgrund von Bear- beitungsungenauigkeiten im Bereich der aneinander anliegenden Spiralrippen 22, 26 gegenüber dem Radius RB für die Ausgangsstellung vergrößert.However, a radial component TGR also occurs when the radius RB of the orbital track 36 increases compared to the radius RB for the starting position due to machining inaccuracies in the area of the adjacent spiral ribs 22, 26.
Eine umgekehrt wirkende radiale Komponente TGR, d. h. eine hinsichtlich der Kraft, mit der die Spiralrippen 22, 26 aneinander anliegen, verstärkend wirkende Komponente TGR, entsteht dann, wenn die Zylinderachse 62 sich gegenüber der Zylinderachse 66 auf die Mittelachse 34 zu verschiebt und, in radialer Richtung 86 gesehen, zwischen dieser und der Zylinderachse 66 liegt, wobei die verstärkend wirkende radiale Komponente TGR entweder konstruktiv vorgegeben oder durch Veränderung des Radius der Orbitalbahn 36 aufgrund von Ungenauigkeiten entstehen kann.A reverse acting radial component TGR, i. H. A component TGR with a strengthening effect with regard to the force with which the spiral ribs 22, 26 abut against one another arises when the cylinder axis 62 moves relative to the cylinder axis 66 towards the central axis 34 and, viewed in the radial direction 86, between the latter and the Cylinder axis 66 lies, wherein the reinforcing radial component TGR is either predetermined by design or can arise due to inaccuracies by changing the radius of the orbital track 36.
Bei der Bewegung des Mitnehmers 52 auf der Orbitalbahn 36 verläuft dabei jeweils der kraftbeaufschlagte Teilabschnitt 72 der Mitnahmefläche 60 in der Drehrichtung 82 auf der Mitnehmerfläche 60 um, da der zweite Verdichterkörper 18 zwar radial zur Mittelachse 34 bewegbar, jedoch drehfest um diese mittels einer üblichen Oldham-Kupplung 90 relativ zum Gehäuse 10 gehalten wird.When the driver 52 moves on the orbital track 36, the force-affected section 72 of the driver surface 60 runs in the direction of rotation 82 on the driver surface 60, since the second compressor body 18 does can be moved radially to the central axis 34, but is held in a rotationally fixed manner about it by means of a conventional Oldham coupling 90 relative to the housing 10.
Dagegen bleibt die Mitnehmerfläche 70 des Mitnehmers 52 stets dieselbe, da der Mitnehmer 52 fest mit der Antriebswelle 44 verbunden ist und somit um diese herum mit der Mittelachse 34 als Drehachse schwenkt.In contrast, the driver surface 70 of the driver 52 always remains the same, since the driver 52 is fixedly connected to the drive shaft 44 and thus pivots around it with the central axis 34 as the axis of rotation.
Aufgrund der zunehmenden Weite in den Bereichen 76 und 78 des Zwischenraums 74 zwischen dem Mitnehmer 52 und der Mitnehmeraufnahme 54 haben die Bereiche 76 und 78 des Zwischenraums 74 an der Stelle, an der diese von der Verbindungsgeraden 86 durchdrungen werden, eine Weite W, welche eine Bewegung des zweiten Verdichterkörpers 18 in radialer Richtung zur Mittelachse 34 zuläßt, so daß insgesamt der zweite Verdichterkörper 18 mit der Spiralrippe 26 einen radialen Freiheitsgrad in Richtung der Linie 86 aufweist, welcher es ermöglicht, daß einerseits beim Auftreten von Flüssigkeitsschlägen die zweite Spiralrippe 26 kurzfristig von der ersten Spiralrippe 22 abhebt und die zweite Spiralrippe 26 außerdem in der Lage ist, Fertigungsungenauigkeiten im Bereich der Spiralrippen 22 und 26, beispielsweise aufgrund mangelnder Oberflächengenauigkeiten, auszugleichen.Due to the increasing width in the areas 76 and 78 of the space 74 between the driver 52 and the driver receptacle 54, the areas 76 and 78 of the space 74 have a width W at the point at which they are penetrated by the connecting line 86, which is a Movement of the second compressor body 18 in the radial direction to the central axis 34 permits, so that overall the second compressor body 18 with the spiral rib 26 has a radial degree of freedom in the direction of the line 86, which makes it possible, on the one hand, for the liquid spiral to briefly cause the second spiral rib 26 from of the first spiral rib 22 and the second spiral rib 26 is also able to compensate for manufacturing inaccuracies in the region of the spiral ribs 22 and 26, for example due to a lack of surface accuracy.
D. h. , daß bei der vorliegenden Erfindung die Führung des zweiten Verdichterkörpers 18 bei der Bewegung längs der Bahn in radialer Richtung durch die aneinander längs der Berührungslinie 28 anliegenden Spiralrippen 22 und 26 erfolgt, so daß die orbitierende Bewegung des zweiten Verdichterkörpers 18 genau gesehen keine theoretisch kreisförmige Orbitalbahn 36 um die Mittelachse 34 erzeugt, sondern aufgrund von Fertigungsungenauigkeiten oder betriebsbedingten Wärmeausdehnungen oder Verschleiß von dieser idealen geometrischen Kreisbahn abweicht. All dies gleicht der zweite Verdichterkörper 18 aufgrund der auf diesen wirkenden Zentrifugalkraft Z selbsttätig aus, da die Mitnehmeraufnahme 54 aufgrund der Weite W des Zwischenraums 74 in den Bereichen 76 und 78 in der Lage ist, radiale Bewegungen zur Mittelachse 34 durchzuführen.That is, that in the present invention, the guidance of the second compressor body 18 during movement along the path in the radial direction takes place through the spiral ribs 22 and 26 abutting along the line of contact 28, so that the orbital movement of the second compressor body 18 is not a theoretically circular orbital path 36 generated about the central axis 34, but deviates from this ideal geometric circular path due to manufacturing inaccuracies or operational thermal expansion or wear. The second compressor body 18 compensates all of this automatically due to the centrifugal force Z acting thereon, since the driver receptacle 54 is able to carry out radial movements to the central axis 34 in the regions 76 and 78 due to the width W of the intermediate space 74.
Die Weite W wird dabei so ausgelegt, daß diese mindestens so groß ist, als die auftretenden Abweichungen der Orbitalbahn 36 von einer idealen geometrischen Kreisbahn um die Mittelachse 34.The width W is designed such that it is at least as large as the deviations of the orbital orbit 36 from an ideal geometric circular path around the central axis 34.
Andererseits ist es vorteilhaft, die Weite W nicht all zu groß zu machen, um zusätzliche Laufunruhe aufgrund weiterer dynamischer Effekte und insbesondere überschwingende Bewegungen des Verdichterkörpers bei Flüssigkeitsschlägen möglichst gering zu halten. Dies ist ferner auch aus Gründen einer optimalen Schmierung zwischen der Mitnehmerfläche 70 und der Mi nahmefläche 60 von Vorteil.On the other hand, it is advantageous not to make the width W too large in order to keep additional uneven running due to further dynamic effects and, in particular, overshooting movements of the compressor body in the event of liquid hammer. This is also advantageous for the sake of optimal lubrication between the driver surface 70 and the receiving surface 60.
Bei einer vorteilhaften praktischen Realisierungsform wurde die Weite W so dimensioniert, daß sie in der Größenordnung der Abweichungen der Orbitalbahn 36 von einer idealen Kreisbahn liegt. Die Weite W liegt vorzugsweise in einem Bereich von ungefähr 1,5 %e bis ungefähr 15 %β des Durchmessers des die Zylinderinnenfläche 60 festlegenden Kreises, vorzugsweise im Bereich von ungefähr 3 %a bis ungefähr 10 %&. Bezogen auf ein Lagerspiel, das erforderlich wäre, wenn die Zylinderfläche 64 des Mitnehmers 52 mit der Zylinderinnenfläche 60 der Mitnehmeraufnahme 54 ein übliches drehendes Gleitlager bilden würde, bedeutet dies, daß die Weite W mindestens das 1,5-fache eines maximal üblichen Lagerspiels beträgt und kleiner ist als das Sechsfache eines üblichen maximalen Lagerspiels.In an advantageous practical implementation, the width W was dimensioned such that it is of the order of magnitude of the deviations of the orbital orbit 36 from an ideal circular orbit. The width W is preferably in a range from approximately 1.5% e to approximately 15% β of the diameter of the circle defining the cylinder inner surface 60, preferably in the range from approximately 3% a to approximately 10% &. Based on a bearing play that would be required if the cylinder surface 64 of the driver 52 with the cylinder inner surface 60 of the driver receptacle 54 is a conventional rotating slide bearing would form, this means that the width W is at least 1.5 times a maximum usual bearing clearance and is less than six times a usual maximum bearing clearance.
Die Schmierung zwischen der Mitnehmerfläche 70 und der Mitnahmefläche 60 erfolgt durch einen ausgehend von einer Öl- pumpe 91 die Antriebswelle 44 und den Mitnehmer 52 durchsetzenden Ölkanal 92, welcher auf einer der Antriebswelle 44 abgewandten Stirnseite 94 des Mitnehmers 52 mit einer Mündungsöffnung 96 endet und somit in einen Raum 98 zwischen der Stirnseite 94 und der Bodenplatte 56 des zweiten Verdichterkörpers 18 Öl einbringt, das dann aus diesem Raum 98 in den Zwischenraum 74 eintritt, wobei der Zwischenraum 74 vorzugsweise so dimensioniert ist, daß das Öl durch Kapillarwirkung in diesen hineingezogen wird, wobei sich aufgrund des auf der Mitnahmefläche 60 umlaufenden Teilbereichs 72 in einfacher Weise ein hydrodynamischer Schmierfilm im Teilbereich 72 erzeugen läßt.The lubrication between the driving surface 70 and the driving surface 60 takes place through an oil channel 92, which starts from an oil pump 91 and passes through the drive shaft 44 and the driving 52, which ends on an end 94 of the driving 52 facing away from the drive shaft 44 and thus ends with an orifice opening 96 introduces oil into a space 98 between the end face 94 and the base plate 56 of the second compressor body 18, which then enters the space 74 from this space 98, the space 74 preferably being dimensioned such that the oil is drawn into it by capillary action, a hydrodynamic lubricating film can be produced in the sub-area 72 in a simple manner on account of the sub-area 72 rotating on the driving surface 60.
Im übrigen ist der zweite Verdichterkörper 18 noch axial in Richtung der Mittelachse 34 auf den ersten Verdichterkörper zu bewegbar und durch einen im Gehäuse 10 gelagerten Kolben 99 beaufschlagt, dessen Druckkammern 99a, b mit dem unter Druck stehenden zu verdichtenden Medium über Kanäle verbunden und damit von diesem beaufschlagt sind.Otherwise, the second compressor body 18 can still be moved axially in the direction of the central axis 34 towards the first compressor body and is acted upon by a piston 99 mounted in the housing 10, the pressure chambers 99a, b of which are connected to the medium to be compressed via channels and thus by are charged to this.
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel, dargestellt in Fig. 4 und 5, ist der Ölkanal 92 mit einem radial zur Zylinderachse 66 verlaufenden Querkanal 100 versehen, welcher mit einer Mündungsöffnung 102 endet, die in der Zylinderfläche 64 liegt, jedoch gegenüber der Mitnehmerfläche 70 in Drehrichtung 82 gesehen nach vorne versetzt angeordnet ist, so daß in den Bereich 76 des Zwischenraums 74, der bei der Bewegung des zweiten Verdichterkörpers 18 auf der Orbitalbahn 36 vor dem kraftbeaufschlagten Teilabschnitt 72 vorweg läuft, öl zugeführt wird, das dann sich in Richtung des Teilabschnitts 72 bewegt und im Bereich des Teilabschnitts 72 zwischen der Mitnahmefläche 60 und der Mitnehmerfläche 70 zu einem hydrodynamischen Ölfilm führt, der sich zwischen die Mitnehmerfläche 70 und den kraftbeaufschlagten Teilabschnitt 72 der Mitnahmefläche 60 legt.In a second exemplary embodiment, shown in FIGS. 4 and 5, the oil channel 92 is provided with a transverse channel 100 which extends radially to the cylinder axis 66 and which ends with an opening 102 which opens in the cylinder surface 64 lies, however, is offset from the driver surface 70 seen in the direction of rotation 82 to the front, so that oil is supplied to the area 76 of the space 74, which runs in advance of the force-actuated section 72 when the second compressor body 18 moves on the orbital track 36 in front of the force-affected section 72 , which then moves in the direction of the section 72 and leads in the area of the section 72 between the driving surface 60 and the driving surface 70 to a hydrodynamic oil film which lies between the driving surface 70 and the force-carrying section 72 of the driving surface 60.
Im übrigen ist das zweite Ausführungsbeispiel in gleicher Weise ausgebildet wie das erste Ausführungsbeispiel, so daß dieselben Teile mit denselben Bezugszeichen versehen sind und diesbezüglich auf die Ausführungen zum ersten Ausführungsbeispiel vollinhaltlich Bezug genommen werden kann.Otherwise, the second exemplary embodiment is designed in the same way as the first exemplary embodiment, so that the same parts are provided with the same reference numerals and in this respect reference can be made in full to the statements relating to the first exemplary embodiment.
Bei einem dritten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Spiralkompressors ist die Mitnehmereinheit 50" so ausgebildet, daß der Mitnehmer 52 mit der Mitnehmerfläche 70 auf einen Zwischenring 110 wirkt, welcher die Mitnahmefläche 60 trägt, deren Teilabschnitt 72 durch die Mitnehmerfläche 70 kraftbeaufschlagt ist. Der Zwischenring 110 weist aber ferner noch eine äußere Zylinderfläche 112 auf, welche koaxial zur Mitnahmefläche 60 angeordnet ist und eine Mitnehmerfläche 120 bildet, die dann ihrerseits auf eine als Zylinderfläche zur Zylinderachse 62 ausgebildete Mitnahmefläche 130 wirkt, wobei die weitere Mitnehmerfläche 120 nur im Bereich eines weiteren Teilabschnitts 122 auf die weitere Mitnahmefläche 130 einwirkt, die eine Innenfläche der Mitnehmeraufnahme 54 darstellt. Somit ist zusätzlich zum Zwischenraum 74 noch ein weiterer Zwischenraum 124 vorgesehen, und beide Zwischenräume 74 und 124 tragen zu dem radialen Freiheitsgrad der Mitnehmeraufnahme 54 relativ zum Mitnehmer 52 bei .In a third exemplary embodiment of a scroll compressor according to the invention, the driver unit 50 "is designed such that the driver 52 with the driver surface 70 acts on an intermediate ring 110 which carries the driver surface 60, the portion 72 of which is acted upon by the driver surface 70. However, the intermediate ring 110 has also has an outer cylindrical surface 112, which is arranged coaxially to the driving surface 60 and forms a driving surface 120, which then in turn acts on a driving surface 130 designed as a cylindrical surface to the cylinder axis 62, the further driving surface 120 only in the area of a further subsection 122 acts on further driving surface 130, which represents an inner surface of the driving receptacle 54. Thus, in addition to the space 74, a further space 124 is provided, and both spaces 74 and 124 contribute to the radial degree of freedom of the driver receptacle 54 relative to the driver 52.
Diese Lösung hat den Vorteil, daß sich die zum radialen Freiheitsgrad in Richtung der Verbindungslinie 86 beitragenden Weiten Wx und W2 der Zwischenräume 74 und 124 addieren, so daß insgesamt die Zwischenräume 74 und 124 jeweils einzeln eine geringere Weite W: bzw. W2 aufweisen können, insgesamt jedoch die für den radialen Freiheitsgrad erforderliche Beweglichkeit des zweiten Verdichterkörpers 18 mit der zweiten Spiralrippe 26 sich aus der Summe der beiden Weiten Wx und W2 ergibt, so daß trotz geringerer Weiten der einzelnen Zwischenräume 74 und 124 insgesamt eine ausreichend große radiale Beweglichkeit erreichbar ist.This solution has the advantage that the widths W x and W 2 of the spaces 74 and 124, which contribute to the radial degree of freedom in the direction of the connecting line 86, add up, so that the spaces 74 and 124 each individually have a smaller width W : and W 2 may have, but overall the mobility of the second compressor body 18 with the second spiral rib 26 required for the radial degree of freedom results from the sum of the two widths W x and W 2 , so that, despite the smaller widths of the individual spaces 74 and 124, a sufficiently large overall radial mobility is achievable.
Die geringen Weiten x und W2 der Zwischenräume 74 und 124 erlauben außerdem eine gute Schmierung und eine noch bessere Dämpfung gegen Schwingungsbewegungen des zweiten Verdichterkörpers relativ zum Mitnehmer 52, da die Möglichkeit besteht, in den Zwischenräumen 74 und 124 einen Ölvorrat aufrechtzuerhalten, der zwar zur Durchführung einer Bewegung in radialer Richtung verdrängbar ist, wobei jedoch durch die Verdrängung dämpfend gegenüber höherfrequenten Schwingungsbewegungen wirkt.The small widths x and W 2 of the spaces 74 and 124 also allow good lubrication and even better damping against vibratory movements of the second compressor body relative to the driver 52, since there is the possibility of maintaining an oil supply in the spaces 74 and 124, which is for Carrying out a movement in the radial direction is displaceable, but the damping has a damping effect on higher-frequency vibratory movements.
Im übrigen sind auch beim dritten Ausführungsbeispiel diejenigen Teile, die mit denen der vorangehenden Ausführungsbeispiele identisch sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, so daß bezüglich der weiteren Beschreibung derselben auf die Ausführungen zu den voranstehenden Ausführungsbei- spielen vollinhaltlich Bezug genommen werden kann. Incidentally, in the third exemplary embodiment, too, those parts which are identical to those of the preceding exemplary embodiments are provided with the same reference numerals, so that with regard to the further description thereof, reference can be made in full to the explanations relating to the preceding exemplary embodiments.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E PATENT CLAIMS
1. Kompressor umfassend einen Spiralverdichter mit einem ersten Verdichterkörper und einem zweiten Verdichterkörper, deren in Form einer Kreisevolvente ausgebildete erste bzw. zweite Spiralrippen so ineinandergreifen, daß der zweite Verdichterkörper gegenüber dem ersten Verdichterkörper auf einer Orbitalbahn um eine Mittelachse bewegbar ist, einen Antrieb für den Spiralverdichter mit einem Antriebsmotor und eine Mitnehmereinheit, welche einen vom Antriebsmotor angetriebenen und auf einer Mitnehmerbahn um die Mittelachse umlaufenden Mitnehmer und eine an dem zweiten Verdichterkörper angeordnete Mitnehmeraufnahme aufweist, wobei die Mit ehmeraufnähme in radialer Richtung zu der Mittelachse mit einem radialen Freiheitsgrad gegenüber dem Mitnehmer so bewegbar ist, daß der zweite Verdichterkörper aufgrund des radialen Freiheitsgrades und der auf den zweiten Verdichterkörper wirkenden Zentrifugalkräfte mit der zweiten Spiralrippe an der ersten Spiralrippe des ersten Verdichterkörpers dichtend anliegend bewegbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Mitnehmer (52) eine in einer Richtung (86) quer zur Mittelachse (34) in Drehrichtung (82) konvex gekrümmte Mitnehmerfläche (70) aufweist, daß die Mitnehmeraufnähme ( 54 ) drehfest gegenüber dem zweiten Verdichterkörper (18) angeordnet ist und eine den Mitnehmer (52) ringförmig umschließende Mitnahmefläche (60) aufweist, auf welche die Mitnehmerfläche ( 70 ) stets nur in einem Teilabschnitt (72) durch Kraftbeaufschlagung einwirkt, daß der kraftbeaufschlagte Teilabschnitt ( 72 ) bei einem Umlauf des zweiten Verdichterkörpers (18) auf der Orbitalbahn (36) auf der Mitnahmefläche (60) ebenfalls umläuft und daß zwischen dem Mitnehmer (52) und der Mitnahmefläche (60) außerhalb des kraftbeaufschlagten Teilabschnitts (72) ein den radialen Freiheitsgrad der Mitnehmeraufnahme ( 54 ) gegenüber dem Mitnehmer ( 52 ) zulassender Zwischenraum (74, 124) besteht.1. Compressor comprising a scroll compressor with a first compressor body and a second compressor body, the first and second spiral ribs of which are designed in the form of a circular involute so that the second compressor body can be moved on an orbital path about a central axis relative to the first compressor body, a drive for the Spiral compressor with a drive motor and a driver unit, which has a driver driven by the drive motor and rotating on a driver path around the central axis and a driver receptacle arranged on the second compressor body, the driver receptacles in the radial direction to the central axis having a radial degree of freedom with respect to the driver It is movable that the second compressor body with the second spiral rib on the first spiral rib of the first compressor due to the radial degree of freedom and the centrifugal forces acting on the second compressor body is movable in a sealing manner, characterized in that the driver (52) has a driver surface (70) which is convexly curved in one direction (86) transversely to the central axis (34) in the direction of rotation (82), that the driver receptacles (54) are rotationally fixed with respect to the second Compressor body (18) is arranged and has a driving surface (60) which surrounds the driver (52) in an annular manner, on which the driving surface (70) always acts only in a partial section (72) by applying force that when the second compressor body (18) rotates on the orbital track (36) on the driving surface (60), the force-acting section (72) also rotates and that between the driver (52) and the driving surface (60) outside the force-acting section (72) there is an intermediate space (74, 124) permitting the radial degree of freedom of the driver receptacle (54) with respect to the driver (52).
2. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mögliche radiale Freiheitsgrad mindestens der maximalen Abweichung der Orbitalbahn von einer geometrischen Kreisbahn (36) um die Mittelachse (34) entspricht.2. Compressor according to claim 1, characterized in that the possible radial degree of freedom corresponds at least to the maximum deviation of the orbital orbit from a geometric circular path (36) about the central axis (34).
3. Kompressor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum (74, 124) in radialer Richtung (86) eine Ausdehnung (W; Wx, W2 ) aufweist, welche mindestens der maximalen Abweichung der Orbitalbahn von der geometrischen Kreisbahn (36) entspricht.3. Compressor according to claim 1 or 2, characterized in that the space (74, 124) in the radial direction (86) has an extent (W; W x , W 2 ) which is at least the maximum deviation of the orbital orbit from the geometric circular path (36) corresponds.
4. Kompressor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnahmefläche (60) und die Mi nehmerfläche (70) so dimensioniert sind, daß der Abstand zwischen diesen von dem kraftbeaufschlagten Teilabschnitt ( 72 ) ausgehend sich mit zunehmendem Abstand von dem Teilabschnitt (72) zunehmend vergrößert.4. Compressor according to one of the preceding claims, characterized in that the driving surface (60) and the Mi slave surface (70) are dimensioned such that the distance between them from the force-acting section (72) starting with increasing distance from the section ( 72) increasingly enlarged.
5. Kompressor nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Abstand zwischen der Mitnehmerfläche (70) und der Mitnahmefläche (60) beiderseits des kraftbeaufschlagten Teilabschnitts (72) mit zunehmendem Abstand von diesem zunehmend vergrößert . 5. Compressor according to claim 4, characterized in that the distance between the driving surface (70) and the driving surface (60) increases on both sides of the pressurized section (72) with increasing distance from this.
6. Kompressor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnahmefläche (60) kreisförmig verläuft.6. Compressor according to one of the preceding claims, characterized in that the driving surface (60) is circular.
7. Kompressor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mittelpunkt (62) des von der Mitnahmefläche (60) gebildeten Kreises auf der der Orbitalbahn zugrundeliegenden Kreisbahn (36) liegt.7. Compressor according to claim 6, characterized in that a center point (62) of the circle formed by the driving surface (60) lies on the circular path (36) on which the orbital path is based.
8. Kompressor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmereinheit (50) eine einzige Mitnehmerfläche (70) und eine dieser zugeordnete Mitnahmefläche (60) aufweist.8. Compressor according to one of the preceding claims, characterized in that the driver unit (50) has a single driver surface (70) and an associated driving surface (60).
9. Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die der Mitnehmerfläche (70) zugeordnete Mitnahmefläche (60) an einem Zwischenring (110) angeordnet ist, welcher seinerseits mit einer weiteren Mitnehmerfläche (120) auf einen Teilabschnitt (122) einer weiteren Mitnahmefläche (130) durch Kraftbeaufschlagung wirkt und daß zwischen dem Zwischenring (110) und der weiteren Mitnahmefläche (130) ebenfalls ein zu dem radialen Freiheitsgrad der Mitnehmeraufnahme (54) gegenüber dem Mitnehmer (52) beitragender weiterer Zwischenraum (124) besteht.9. Compressor according to one of claims 1 to 7, characterized in that the driving surface (70) associated driving surface (60) is arranged on an intermediate ring (110) which in turn with a further driving surface (120) on a partial section (122) another driving surface (130) acts by applying force and that between the intermediate ring (110) and the further driving surface (130) there is also a further space (124) which contributes to the radial degree of freedom of the driving receptacle (54) with respect to the driving (52).
10. Kompressor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Mitnahmeflächen (60, 130) relativ zum zweiten Verdichterkörper (18) stationär angeordnet ist. 10. Compressor according to one of the preceding claims, characterized in that one of the driving surfaces (60, 130) is arranged stationary relative to the second compressor body (18).
11. Kompressor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich eine der Mitnehmerflächen (120) an der zugeordneten Mitnahmefläche (130) abwälzt.11. Compressor according to one of the preceding claims, characterized in that one of the driver surfaces (120) rolls on the associated driver surface (130).
12. Kompressor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Mitnehmerflächen ( 70 ) bei der Bewegung des zweiten Verdichterkörpers (18) auf der Orbitalbahn (36) relativ zur zugeordneten Mitnahmefläche (60) gleitet.12. Compressor according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the driving surfaces (70) slides relative to the assigned driving surface (60) during the movement of the second compressor body (18) on the orbital track (36).
13. Kompressor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der gleitenden Mitnehmerfläche (70) und der zugeordneten Mitnahmefläche (60) ein hydrodynamischer Schmierfilm erzeugbar ist.13. Compressor according to one of the preceding claims, characterized in that a hydrodynamic lubricating film can be generated between the sliding driving surface (70) and the associated driving surface (60).
14. Kompressor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß in Drehrichtung ( 82 ) des Mitnehmers ( 52 ) gesehen vor der Mitnehmerfläche (70) eine Schmiermittelzufuhr erfolgt.14. Compressor according to claim 13, characterized in that in the direction of rotation (82) of the driver (52) seen in front of the driver surface (70) is a lubricant supply.
15. Kompressor nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmiermittelzufuhr über den Mitnehmer (52) erfolgt.15. A compressor according to claim 13 or 14, characterized in that the lubricant is supplied via the driver (52).
16. Kompressor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer ( 52 ) mit einem diesen durchsetzenden Schmiermittelkanal (92) versehen ist.16. A compressor according to claim 15, characterized in that the driver (52) is provided with a lubricant channel (92) passing through it.
17. Kompressor nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmiermittelkanal (92) über einen eine Antriebswelle (44) des Antriebsmotors (12) durchsetzenden Schmiermittelkanal gespeist ist. 17. A compressor according to claim 16, characterized in that the lubricant channel (92) via a drive shaft (44) of the drive motor (12) is fed through lubricant channel.
18. Kompressor nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (52) mit einer nahe der Mitnehmerfläche (70) und in den Zwischenraum (74) mündenden Schmiermittelaustrittsöffnung (102) versehen ist.18. Compressor according to one of claims 15 to 17, characterized in that the driver (52) with a near the driver surface (70) and in the intermediate space (74) opening lubricant outlet opening (102) is provided.
19. Kompressor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum (74, 124) in Drehrichtung ( 82 ) des Mitnehmers ( 52 ) gesehen vor der Mitnahmefläche (70, 120) eine Ausdehnung aufweist, welche das Schmiermittel aufgrund von Kapillarwirkung hält.19. Compressor according to one of the preceding claims, characterized in that the intermediate space (74, 124) in the direction of rotation (82) of the driver (52) seen in front of the driving surface (70, 120) has an expansion which holds the lubricant due to capillary action .
20. Kompressor nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum (74, 124) über seine gesamte Erstreckung eine derartige Ausdehnung aufweist, daß er Schmiermittel aufgrund von Kapillarwirkung hält. 20. Compressor according to one of the preceding claims, characterized in that the intermediate space (74, 124) has such an extent over its entire extent that it holds lubricant due to capillary action.
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