EP4630691A1 - Spiralverdichter - Google Patents
SpiralverdichterInfo
- Publication number
- EP4630691A1 EP4630691A1 EP23798791.2A EP23798791A EP4630691A1 EP 4630691 A1 EP4630691 A1 EP 4630691A1 EP 23798791 A EP23798791 A EP 23798791A EP 4630691 A1 EP4630691 A1 EP 4630691A1
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- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- lever
- support lever
- guide
- displacement
- scroll compressor
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
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- 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
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- 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
- F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
- F04C18/02—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents
- F04C18/0207—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form
- F04C18/0215—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids of arcuate-engagement type, i.e. with circular translatory movement of co-operating members, each member having the same number of teeth or tooth-equivalents both members having co-operating elements in spiral form where only one member is moving
Definitions
- the invention relates to a spiral compressor, with at least one spiral-shaped stator blade fastened or formed on an inner end wall of a compressor housing and at least one spiral-shaped displacer blade fastened or formed on a displacer disk, wherein the stator blade and the displacer blade axially interlock and delimit sickle-shaped pressure chambers between each other, wherein the displacer disk is rotatably mounted on an eccentric pin of a drive shaft and is guided in a translatory orbital movement by means of a guide device when the drive shaft rotates.
- Spiral compressors also known as scroll compressors, are preferably used in stationary and mobile cooling units, in heat pumps and also in combustion engines to increase their boost pressure.
- a spiral compressor has at least one spiral stator blade fixed to the housing and one movably arranged spiral displacement blade, which delimit several sickle-shaped pressure chambers between them.
- the stator blade is attached to an inner end wall of a compressor housing.
- the displacement blade on the other hand, is arranged on a displacement disk, which is rotatably mounted on an eccentric pin of a drive shaft. When the drive shaft is rotating, i.e. driven by a drive motor, the displacement disk with the displacement blade should perform a translatory orbital movement to achieve a high level of efficiency, i.e.
- the displacement blade should largely retain its circumferential orientation, i.e. not pivot around its own hub axis if possible. If this is ensured, the blades can be designed and arranged in such a way that the displacement blade approaches the stator blade in places to within a few micrometers. This means that the pressure chambers, which are created when the drive shaft rotates, are their volume is displaced circumferentially in the direction of rotation of the drive shaft and radially from the outside to the inside, relatively well sealed.
- a guide device is required, which can be designed in different ways.
- the guide device is designed as a guide gear with a guide shaft and a toothed belt drive.
- the guide shaft is rotatably mounted in a compressor housing near the outer circumference of the displacement disk via two roller bearings.
- the guide shaft is provided with an eccentric pin which has the same eccentricity as the eccentric pin of the drive shaft.
- the eccentric pin of the guide shaft is rotatably mounted in an axial guide bore of the displacement disk by means of a roller bearing.
- the guide shaft is in drive connection with the drive shaft via the toothed belt drive.
- the guide gear ensures precise guidance of the displacement disk in a translatory orbital movement when the drive shaft is rotating.
- the disadvantages of such a guide gear are the high design effort, the large installation space requirement and the required high drive torque of the guide shaft.
- the guide device comprises an outer ring body fixed to the housing with a cylindrical inner wall, a coaxially arranged within this outer ring body, with the
- the thrust disc has an inner ring body connected to the thrust disc and has a cylindrical outer wall, and several conical thrust levers with cylindrical heads and spherical feet.
- In the inner wall of the outer ring body several cylindrical recesses are formed around the circumference, which are aligned parallel to the axis of the drive axis.
- the same number of radial guide openings are formed around the circumference in the outer wall of the inner ring body.
- the thrust levers are pivotally mounted with their heads in the recesses of the outer ring body, and their feet are guided radially and pivotally in the guide openings of the inner ring body.
- This known guide device requires a comparatively large installation space and requires a lot of assembly work to complete.
- the guide device is subject to wear due to the frictional contact of the many thrust levers with the inner walls of the recesses and the guide openings, and the contact areas must be intensively supplied with a lubricant.
- the object of the invention is to present a scroll compressor with a guide device that is simply constructed, takes up little installation space and is as wear-free as possible.
- the invention relates to a spiral compressor with at least one spiral stator blade attached or formed on an inner end wall of a compressor housing and at least one spiral displacer blade attached or formed on a displacement disk, wherein the stator blade and the displacement blade axially interlock and delimit sickle-shaped pressure chambers between each other, wherein the displacement disk is rotatably mounted on an eccentric pin of a drive shaft and is guided in a translatory orbital movement by means of a guide device when the drive shaft rotates.
- this scroll compressor is provided with a guide device comprising a guide lever and a support lever, the guide lever being radially aligned with respect to the hub axis of the displacement disk and with its inner end is rigidly attached to the displacer disc, that the support lever has spring-elastic properties, and that the support lever is arranged with a tangential orientation between the outer end of the guide lever and the compressor housing with respect to the hub axis of the displacer disc and is firmly connected to both.
- this guide device With the guide lever attached radially to the displacement disk and the elastic support lever arranged between the guide lever and the compressor housing, this guide device has a relatively simple structure, few components and requires little installation space. It also functions smoothly and wear-free.
- the guide lever When the drive shaft rotates, the guide lever is deflected radially inward in accordance with the deflection by the rotating eccentric pin of the drive shaft and transfers this deflection radially outward to the support lever, which at least partially absorbs this movement through spring-elastic bending, stretching and compression. Since this is not completely possible, this results in a periodic pivoting movement of the displacement disk around the hub axis, but this only amounts to a few degrees.
- the pivoting movement of the displacement disk is smaller the longer the guide lever and the more elastic the support lever are.
- the guide lever is therefore preferably designed to be as long as possible, which is not a major problem insofar as its circumferential arrangement can be chosen as desired.
- the support lever can be made of rubber or another spring-elastic material.
- the support lever can have at least one section which is made of a spring-elastic material and therefore has spring-elastic properties. Since the elasticity of rubber decreases significantly at temperatures below freezing, an elastomeric plastic which does not have this property is preferable for the support lever.
- the support lever or the elastic portion of the support lever may have a circular cross-section.
- the support lever or the elastic section of the support lever has an elliptical cross-section and, in order to achieve a lower bending stiffness in the radial direction, is arranged in such a way that the smaller diameter of the elliptical ical cross-section of the support lever is aligned in the longitudinal direction of the guide lever.
- the support lever or the elastic section of the support lever can also have a square cross-section and, in order to achieve a lower bending stiffness in the radial direction, can be arranged such that two opposite parallel outer sides of the square cross-section are aligned in the longitudinal direction of the guide lever.
- the support lever or the elastic portion of the support lever may have a cuboid-shaped cross-section and, in order to achieve a lower bending stiffness in the radial direction, to be arranged such that the smaller thickness of the cuboid-shaped cross-section is aligned in the longitudinal direction of the guide lever.
- the support lever or the elastic section of the support lever can also have a constriction aligned in the longitudinal direction of the guide lever.
- a constriction acts as an elastic folding hinge and thus further reduces the flexural rigidity of the support lever or the elastic section in the radial direction.
- the support lever can be rigidly attached to the guide lever and/or the compressor housing. This can be achieved, for example, by molding the support lever onto a fitting of the guide lever and/or the compressor housing by means of vulcanization or injection molding.
- the support lever can also consist of a spring plate, for example made of spring steel, which is curved radially outwards or inwards in an arc shape to enable bending, stretching and compression with respect to the hub axis of the displacement disk.
- All the above-mentioned types of support levers can also be attached to a fitting of the guide lever and/or the compressor housing via a bolt connection, i.e. by means of a screw, rivet or split pin connection.
- a bolt connection i.e. by means of a screw, rivet or split pin connection.
- the support lever is made of rubber or another elastomeric plastic, it is provided with at least one vulcanised or over-moulded fitting at the end.
- the support lever can also be hinged to the guide lever and/or the compressor housing.
- the support lever can be pivotably mounted on a central cylindrical bearing pin of the guide lever at the end with a through opening that is cylindrical in the middle and widened in a V-shape on both sides, wherein the bearing pin is aligned axially parallel to the hub axis of the displacement disk.
- the support lever which for this purpose can be provided with at least one vulcanized or overmolded fitting at the end, to be pivotably mounted with at least one end-side bearing axis in a bearing bush that is aligned axially parallel to the hub axis of the displacement disk and rigidly attached to the guide lever and/or the compressor housing.
- the construction according to the invention can also be realized in a two-stage scroll compressor, which has a first compressor stage and a second compressor stage.
- the two compressor stages each have a spiral-shaped stator blade attached or formed on an inner end wall of a compressor housing and a spiral-shaped displacer blade attached or formed on a displacement disk.
- the respective stator blade and the displacement blade associated with it engage axially with one another and delimit sickle-shaped pressure chambers between them.
- the two displacement disks are rotatably mounted on an eccentric pin of a common drive shaft at opposite ends of the compressor housing and are guided in a translatory orbital movement by means of a guide device when the drive shaft rotates.
- the at least one guide device has a guide lever and a support lever according to the type described.
- FIG. 1 shows a scroll compressor with a guide device according to the invention in a first functional position in a simplified axial view
- Fig. 1 a the scroll compressor according to Fig. 1 in a second functional position in a simplified axial view
- Fig. 1 b shows the scroll compressor according to Figures 1 and 1 a in a third functional position in a simplified axial view
- Fig. 1 c shows the scroll compressor according to Figures 1 to 1 b in a fourth functional position in a simplified axial view
- Fig. 2 shows a first embodiment of a guide device of a scroll compressor in a partial axial view
- Fig. 2a the guide device in a cross-sectional view A-A according to Fig. 2,
- Fig. 3 shows a second embodiment of a guide device of a scroll compressor in a partial axial view
- Fig. 3a the guide device in a cross-sectional view B-B according to Fig. 3,
- Fig. 4 shows a third embodiment of a guide device of a scroll compressor in a partial axial view
- Fig. 4a the guide device in a cross-sectional view C-C according to Fig. 4,
- Fig. 5 shows a fourth embodiment of a guide device of a scroll compressor in a partial axial view
- Fig. 5a the guide device in a cross-sectional view D-D according to Fig. 5,
- Fig. 6 a fifth embodiment of a guide device of a scroll compressor in a partial axial view
- Fig. 7 shows a sixth embodiment of a guide device of a scroll compressor in a partial axial view
- Fig. 8 shows a seventh embodiment of a guide device of a scroll compressor in a partial axial view
- FIG. 9 an eighth embodiment of a guide device of a scroll compressor in a partial axial view
- Fig. 10 a ninth embodiment of a guide device of a scroll compressor in a partial axial view
- Fig. 11 a two-stage scroll compressor with known guide devices in a schematic longitudinal center section
- Fig. 12 shows the two-stage scroll compressor according to Fig. 11 with guide devices according to the invention in a longitudinal center section.
- a spiral compressor 2 which has a spiral stator blade 6 attached to an inner end wall (not shown) of a compressor housing 4 and a spiral displacer blade 12 arranged on a displacement disk 8.
- the stator blade 6 and the displacement blade 12 engage axially and delimit four sickle-shaped pressure chambers 14a, 14b, 16a, 16b.
- the displacement disk 8 is rotatably mounted on an eccentric pin 20 of a drive shaft 18 and is guided in a translatory orbital movement by means of a guide device 22 when the drive shaft 18 rotates.
- the guide device 22 comprises a guide lever 24 and a support lever 30.
- the guide lever 24 is aligned radially with respect to the hub axis 10 of the displacement disk 8 and is rigidly attached to the displacement disk 8 with its radially inner end 26.
- the support lever 30 is arranged with respect to the hub axis 10 of the displacement disk 8 with a tangential alignment between the radially outer end 28 of the guide lever 24 and the compressor housing 4 and is firmly connected to both of them.
- the support lever 30 also has spring-elastic properties.
- the spiral compressor 2 is in a first functional position, in which the eccentric pin 20 of the drive shaft 18 is in a 270° position.
- the radially outer pressure chambers 14a, 14b are fluidically connected to an inlet chamber of the spiral compressor 2 (not visible in Fig. 1), while the radially inner pressure chambers 16a, 16b are completely closed.
- the support lever 30 Due to the deflection of the displacement disk 8 by means of the eccentric pin 20, the support lever 30 is slightly compressed in a spring-elastic manner in the 270° position and bent towards the displacement disk 8.
- the displacement disk 8 performed a slight pivoting movement of less than one degree clockwise compared to a fictitious neutral position that the guide device 22 would assume if the eccentric pin 20 were arranged centrally on the drive shaft 18.
- the drive shaft 18 has been rotated 90° clockwise compared to Fig. 1.
- the spiral compressor 2 is in a second functional position, in which the eccentric pin 20 of the drive shaft 18 is in the 0° position.
- the radially outer pressure chambers 14a, 14b are significantly enlarged and have taken in air or another gas from the aforementioned inlet chamber of the spiral compressor 2.
- the radially inner pressure chambers 16a, 16b are still closed, but have further compressed the enclosed gas by reducing their volumes. Due to the vertical deflection of the displacement disk 8 upwards or radially outwards by means of the eccentric pin 20, the support lever 30 was elastically stretched and bent away from the displacement disk 8 at one end. In addition, the displacement disk 8 performed a pivoting movement of two to three degrees clockwise in relation to the fictitious neutral position.
- Fig. 1 b the drive shaft 18 has been rotated a further 90° clockwise compared to the situation shown in Fig. 1 a, and the spiral compressor 2 is in a third functional position in which the eccentric pin 20 of the drive shaft 18 is in a 90° position.
- the radially outer pressure chambers 14a, 14b are separated from the inlet chamber of the spiral compressor 2 and have smaller volumes as the enclosed gas is compressed.
- the radially inner pressure chambers 16a, 16b have further reduced volumes and a first smaller connection to an outlet chamber of the spiral compressor 2 that is formed radially on the inside and is not visible in Fig. 1 b.
- the support lever 30 was bent away from the drive shaft 18 and slightly stretched in a spring-elastic manner.
- the displacement disk 8 performed a slight pivoting movement of less than one degree with respect to the fictitious neutral position.
- the drive shaft 18 has been rotated 90° further clockwise compared to Fig. 1 b, and the spiral compressor 2 is therefore in a third functional position in which the eccentric pin 20 of the drive shaft 18 is in a 180° position.
- the radially outer pressure chambers 14a, 14b are significantly reduced in size and have further compressed the gas enclosed there.
- the radially inner pressure chambers 16a, 16b are now completely connected to the outlet chamber of the spiral compressor 2 (not visible here) and have almost completely expelled the previously enclosed gas into the outlet chamber.
- the displacement disk 8 performed a larger pivoting movement of two to three degrees in relation to the fictitious neutral position.
- the support lever 30.1 in a first embodiment consists of rubber or another elastomeric plastic and has a circular cross-section.
- the support lever 30.2 in a second embodiment is also made of rubber or another elastomeric plastic, but it has an elliptical cross-section.
- this support lever 30.2 is arranged such that the smaller diameter d of its elliptical cross-section is aligned in the longitudinal direction of the guide lever 24.
- the support lever 30.3 in a third embodiment also consists of rubber or another elastomeric plastic, but now it has a square cross-section.
- the support lever 30.3 is arranged such that two opposite parallel outer sides 36, 36' of its square cross-sectional area are aligned in the longitudinal direction of the guide lever 24.
- the support lever 30.4 in a fourth embodiment is also made of rubber or another elastomeric plastic, but it has a cuboid-shaped cross-section.
- this support lever 30.4 is arranged such that the smaller thickness t of the cuboid-shaped cross-sectional area is aligned in the longitudinal direction of the guide lever 24.
- the support lever 30.5 made of rubber or another elastomeric plastic in a fifth embodiment has a in the longitudinal direction of the support lever 30.5 aligned constriction 38.
- a constriction 38 acts as an elastic folding hinge and thereby reduces the bending stiffness of the support lever 30.5 in the radial direction.
- the support levers 30.1, 30.2, 30.3, 30.4, 30.5 presented so far can be rigidly attached to the guide lever 24 and/or the compressor housing 4 and for this purpose can be molded onto a fitting of the guide lever 24 and/or the compressor housing 4 by means of vulcanization or injection molding.
- the support lever 30.6 is fastened to a fitting 42 of the guide lever 24 by means of a bolt connection 44, for example by means of a vulcanized or molded-in first fitting 40, according to the sixth embodiment shown in Fig. 7.
- This bolt connection 44 is formed, for example, by a rivet 46 inserted into holes in the two fittings 40, 42.
- the support lever 30.7 made of rubber or another elastomeric plastic is, in a seventh embodiment, positively pivotably mounted on a central cylindrical bearing pin 50 of the guide lever 24 by means of a through opening 48 which is cylindrical in the middle and widened in a V-shape on the outside, wherein the bearing pin 50 is aligned axially parallel to the hub axis 10 of the displacement disk 8.
- a support lever 30.8 made of rubber or another elastomeric plastic shown in a partial axial view of Fig. 9, is pivotally mounted by means of an end-side bearing axis 52 attached to it in a bearing bush 54 rigidly attached to the guide lever 24 and aligned axially parallel to the hub axis 10 of the displacement disk 8.
- the bearing axis 52 of the support lever 30.8 can be part of a fitting vulcanized or molded into the end of the support lever 30.8.
- the support lever 30.9 in the partial axial view of Fig. 10, the support lever 30.9 according to a ninth embodiment consists of a spring plate which is curved radially outwards in an arc shape to enable it to be bent, stretched and compressed with respect to the hub axis 10 of the displacement disk 8.
- the support lever 30.9 is here, for example, analogous to the sixth embodiment of the support lever 30.6 according to Fig. 7 via a Bolt connection 44 is fastened to a fitting 42 of the guide lever 24, wherein the bolt connection 44 is formed by a rivet 46 inserted into bores in the support lever 30.9 and the fitting 42.
- Fig. 11 shows schematically a longitudinal center section through a known two-stage scroll compressor 56, which has a compressor housing 58, an electric motor 66, a drive shaft 72, a first compressor stage 82 designed as a scroll compressor and a second compressor stage 110 designed as a scroll compressor.
- the multi-part compressor housing 58 consists of a largely hollow cylindrical central housing 60 and two pot-shaped side housings 62, 64 arranged on both sides of it.
- the drive shaft 72 is rotatably mounted in the central housing 60 via two roller bearings 78, 80 arranged at the ends and designed as deep groove ball bearings.
- the electric motor 66 has a stator 68 and a rotor 70 arranged coaxially within the stator 68 and is arranged axially centrally between the two aforementioned roller bearings 78, 80. While the stator 68 is arranged in a rotationally fixed and axially fixed manner on the central housing 60, the rotor 70 is rigidly attached to the drive shaft 72.
- the first compressor stage 82 is arranged in the first side housing 62.
- at least one first spiral-shaped stator blade 86 is formed on an inner end wall 84 of the first side housing 62.
- At least one first displacement blade 90 which is in axial engagement with this first stator blade 86 is formed on a first displacement disk 88.
- This first displacement disk 88 is rotatably mounted on an axially adjacent first eccentric pin 74 of the drive shaft 72 via a third roller bearing 92 designed as a cylindrical roller bearing.
- a known guide device 94 is provided which comprises a first guide shaft 96 with a third eccentric pin 98 arranged on the outer circumference of the first displacement disk 88.
- the eccentricity of the third eccentric pin 98 of the first guide shaft 96 is identical to that of the first eccentric pin 74 on the drive shaft 72.
- the main shaft of this guide shaft 96 is rotatably mounted in a first bearing bore 102 of the central housing 60 via two rolling bearings 100 designed as angular contact ball bearings, while the eccentric pin 98 of the first guide shaft 96 is mounted via two rolling bearings 100 designed as angular contact ball bearings.
- guided rolling bearing 104 is rotatably mounted in a bearing bore 106 of the first displacement disk 88.
- the first guide shaft 96 When the drive shaft 72 rotates, i.e. is driven by the electric motor 66, the first guide shaft 96 should rotate synchronously and thereby ensure an exact translational orbital movement of the first displacement disk 88.
- a backstop (not shown) can be arranged or formed between the guide shaft 96 and the central housing 60.
- the second compressor stage 110 is arranged in the second side housing 64.
- a second spiral-shaped stator blade 114 is formed on an inner end wall 112 of the second side housing 64.
- At least one second displacement blade 118 which is in axial engagement with the second stator blade 114 is formed on a second displacement disk 116 which is rotatably mounted on an axially adjacent second eccentric pin 76 of the drive shaft 72 via a rolling bearing 120 designed as a cylindrical roller bearing.
- a second guide device 122 is provided which has a second guide shaft 124 with a fourth eccentric pin 126 arranged on the outer circumference of the second displacement disk 116.
- the eccentricity of the fourth eccentric pin 126 of the second guide shaft 124 is identical to that of the second eccentric pin 76 of the drive shaft 72.
- the main shaft of the second guide shaft 124 is rotatably mounted in a second bearing bore 130 of the central housing 60 via two roller bearings 128 designed as angular contact ball bearings.
- the fourth eccentric pin 126 on the second guide shaft 124 is rotatably mounted in a bearing bore 134 of the displacement disk 116 via two roller bearings 132 designed as angular contact ball bearings.
- a spacer can be provided between the second guide shaft 124 and the central housing 60, a backstop (not shown) may be arranged or formed.
- the two-stage scroll compressor 156 shown in Fig. 12 in a schematic longitudinal center section differs from the scroll compressor 56 shown in Fig. 11 by two guide devices 166, 178 of the two compressor stages 82, 110 designed according to the invention and correspondingly simplified housing parts of the compressor housing 158, i.e. its central housing 160, first side housing 162 and second side housing 164.
- Various embodiments of these two guide devices 166, 178 are shown in Figures 1 to 1c and Figures 2 to 9, as already described in detail.
- the guide device 166 of the first compressor stage 82 comprises a first guide lever 168 and a first support lever 174.
- the first guide lever 168 is radially aligned with respect to the hub axis 108 of the first displacement disk 88' and is rigidly attached to the first displacement disk 88' at its inner end 170.
- the first support lever 174 has spring-elastic properties and is made, for example, of rubber or another elastomeric plastic.
- the first support lever 174 is arranged with a tangential alignment to the hub axis 108 of the first displacement disk 88' between the radially outer end 172 of the first guide lever 168 and a projection 176 on the first side housing 162 of the compressor housing 158 and is firmly connected to each of these ends.
- the first guide lever 168 and the first support lever 174 are made of a diagonal arrangement. Order is shown rotated into the drawing plane with optical shortening of the first guide lever 168.
- the guide device 178 of the second compressor stage 110 comprises a second guide lever 180 and a second support lever 186.
- the second guide lever 180 is aligned radially with respect to the hub axis 136 of the second displacement disk 116' and is rigidly attached to the second displacement disk 116' at its inner end 182.
- the second support lever 186 has spring-elastic properties and for this purpose is made, for example, of rubber or another elastomeric plastic.
- the second support lever 186 is arranged with a tangential alignment to the hub axis 136 of the second displacement disk 116' between the outer end 184 of the second guide lever 180 and a projection 188 on the second side housing 164 of the compressor housing 158 and is firmly connected to each end.
- the second guide lever 180 and the second support lever 186 are also shown here rotated from a diagonal arrangement with optical shortening of the second guide lever 180 into the plane of the drawing.
Landscapes
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Spiralverdichter (156), mit mindestens einer an einer inneren Stirnwand (84, 112) eines Verdichtergehäuses (158) befestigten oder ausgebildeten spiralförmigen Statorschaufel (6, 86, 114) und mindestens einer an einer Verdrängerscheibe (8, 88',116') befestigten oder ausgebildeten spiralförmigen Verdrängerschaufel (12, 90, 118), wobei die Statorschaufel (6, 86, 114) und die Verdrängerschaufel axial ineinandergreifen sowie zwischen einander sichelförmige Druckräume (14a, 14b, 16a, 16b) begrenzen, wobei die Verdrängerscheibe drehbar auf einem Exzenterzapfen (20, 74, 76) einer Antriebswelle (18, 72) gelagert ist und bei rotierender Antriebswelle (18, 72) mittels einer Führungseinrichtung (22, 166, 178) in einer translatorischen Orbitalbewegung geführt wird. Hierbei ist vorgesehen, dass die Führungseinrichtung einen Führungshebel (24, 168, 180) und einen Stützhebel (30, 174, 186) aufweist, dass der Führungshebel (24, 168, 180) bezüglich der Nabenachse (10, 108, 136) der Verdrängerscheibe (8, 88', 116') radial ausgerichtet und mit seinem inneren Ende (26, 170, 182) starr an der Verdrängerscheibe (8, 88', 116') befestigt ist, dass der Stützhebel (30, 174, 186) federelastische Eigenschaften aufweist, und dass der Stützhebel bezüglich der Nabenachse (10, 108, 136) der Verdrängerscheibe (8, 88', 116') mit tangentialer Ausrichtung zwischen dem äußeren Ende (28, 172, 184) des Führungshebels (24, 168, 180) und dem Verdichtergehäuse (4, 158) angeordnet sowie mit diesen beiden fest verbunden ist.
Description
Spiralverdichter
Beschreibung
Die Erfindung betrifft einen Spiralverdichter, mit mindestens einer an einer inneren Stirnwand eines Verdichtergehäuses befestigten oder ausgebildeten spiralförmigen Statorschaufel und mindestens einer an einer Verdrängerscheibe befestigten oder ausgebildeten spiralförmigen Verdrängerschaufel, wobei die Statorschaufel und die Verdrängerschaufel axial ineinandergreifen sowie zwischen einander sichelförmige Druckräume begrenzen, wobei die Verdrängerscheibe drehbar auf einem Exzenterzapfen einer Antriebswelle gelagert ist und bei rotierender Antriebswelle mittels einer Führungseinrichtung in einer translatorischen Orbitalbewegung geführt wird.
Spiralverdichter, die auch als Scrollverdichter bezeichnet werden, kommen bevorzugt bei stationären und mobilen Kühlaggregaten, bei Wärmepumpen und auch bei Verbrennungsmotoren zur Erhöhung deren Ladedrucks zur Anwendung. Ein Spiralverdichter weist mindestens eine gehäusefest angeordnete spiralförmige Statorschaufel und eine beweglich angeordnete spiralförmige Verdrängerschaufel auf, welche zwischen sich mehrere sichelförmige Druckräume begrenzen. Die Statorschaufel ist an einer inneren Stirnwand eines Verdichtergehäuses befestigt. Die Verdrängerschaufel ist hingegen an einer Verdrängerscheibe angeordnet, welche drehbar auf einem Exzenterzapfen einer Antriebswelle gelagert ist. Bei rotierender, also von einem Antriebsmotor angetriebener Antriebswelle soll die Verdrängerscheibe mit der Verdrängerschaufel zur Erzielung eines hohen Wirkungsgrades eine translatorische Orbitalbewegung ausführen, also entsprechend der umlaufenden Verlagerung des Exzenterzapfens radial ausgelenkt werden. Dabei soll die Verdrängerschaufel jedoch ihre umfangsseitige Orientierung weitgehend beibehalten, also möglichst keine Verschwenkung um die eigene Nabenachse durchführen. Wenn dies gewährleistet ist können die Schaufeln derart ausgebildet und angeordnet sein, dass sich die Verdrängerschaufel der Statorschaufel stellenweise bis auf wenige Mikrometer annähert. Hierdurch sind die Druckräume, welche bei rotierender Antriebswelle unter Verringerung i
ihres Volumens umfangsseitig in Drehrichtung der Antriebswelle und radial von außen nach innen verlagert werden, relativ gut abgedichtet. Zur Gewährleistung der translatorischen Orbitalbewegung der Verdrängerscheibe ist jedoch eine Führungseinrichtung erforderlich, welche unterschiedlich ausgebildet sein kann.
Bei einem aus der DE 33 13 000 A1 bekannten Spiralverdichter ist die Führungseinrichtung als ein Führungsgetriebe mit einer Führungswelle und einem Zahnriementrieb ausgebildet. Die Führungswelle ist nahe des Außenumfangs der Verdrängerscheibe über zwei Wälzlager drehbar in einem Verdichtergehäuse gelagert. An dem der Verdrängerscheibe zugewandten Ende ist die Führungswelle mit einem Exzenterzapfen versehen, welcher die gleiche Exzentrizität wie der Exzenterzapfen der Antriebswelle aufweist. Der Exzenterzapfen der Führungswelle ist mittels eines Wälzlagers drehbar in einer axialen Führungsbohrung der Verdrängerscheibe gelagert. Über den Zahnriementrieb steht die Führungswelle in Triebverbindung mit der Antriebswelle. Bei gleicher umfangsseitiger Orientierung des Exzenterzapfens der Antriebswelle und der Führungswelle ist durch das Führungsgetriebe bei rotierender Antriebswelle eine exakte Führung der Verdrängerscheibe in einer translatorischen Orbitalbewegung gegeben. Nachteilig an einem derartigen Führungsgetriebe sind allerdings der hohe konstruktive Aufwand, der große Bauraumbedarf und das erforderliche hohe Antriebsmoment der Führungswelle.
In der DE 34 07 939 C1 ist ein Spiralverdichter beschrieben, bei dem die Führungseinrichtung durch eine Kurbelschwinge gebildet ist, welche am Außenumfang der Verdrängerscheibe tangential in Verlängerung einer Verdrängerschaufel angeordnet ist. Die Kurbelschwinge ist an beiden Enden, also außen am Verdichtergehäuse und innen an der Verdrängerscheibe, gelenkig gelagert. Bei rotierender Antriebswelle wird die Kurbelschwinge um ihre äußere Lagerung wechselweise radial nach außen oder innen ausgelenkt, welches eine periodische Verschwenkung der Verdrängerscheibe in Umfangsrichtung bewirkt. Der kompakten Bauweise dieser bekannten Führungseinrichtung stehen die Nachteile der verschleißbehafteten Lagerung der Kurbelschwinge und des aufgrund der Verschwenkung der Verdrängerscheibe verringerten Wirkungsgrades des Spiralverdichters gegenüber.
Bei dem aus der DE 10 2013 218 430 A1 bekannten Spiralverdichter umfasst die Führungseinrichtung einen gehäusefesten äußeren Ringkörper mit einer zylindrischen Innenwand, einen koaxial innerhalb dieses äußeren Ringkörpers angeordneten, mit der Ver-
drängerscheibe verbundenen inneren Ringkörper mit einer zylindrischen Außenwand und mehrere kegelförmige Schubhebel mit zylindrischen Köpfen und balligen Füßen. In der Innenwand des äußeren Ringkörpers sind umfangsseitig verteilt mehrere zylindrische Ausnehmungen ausgebildet, welche achsparallel zu der Antriebsachse ausgerichtet sind. In der Außenwand des inneren Ringkörpers sind umfangsseitig verteilt dieselbe Anzahl von radialen Führungsöffnungen ausgebildet. Die Schubhebel sind mit ihren Köpfen schwenkbar in den Ausnehmungen des äußeren Ringkörpers gelagert sowie mit ihren Füßen radial verschiebbar und schwenkbar in den Führungsöffnungen des inneren Ringkörpers geführt. Diese bekannte Führungseinrichtung erfordert einen vergleichsweise großen Bauraum und weist zu deren Fertigstellung einen hohen Montageaufwand auf. Zudem ist die Führungseinrichtung aufgrund des Reibkontaktes der vielen Schubhebel mit den Innenwänden der Ausnehmungen und der Führungsöffnungen verschleißbehaftet und erfordert eine intensive Versorgung der Kontaktbereiche mit einem Schmiermittel.
Angesichts der Nachteile der bekannten Führungseinrichtungen von Spiralverdichtern liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Spiralverdichter mit einer einfach aufgebauten, einen geringen Bauraum einnehmenden, möglichst verschleißfreien Führungseinrichtung vorzustellen.
Diese Aufgabe ist durch einen Spiralverdichter gelöst, welcher die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Demnach betrifft die Erfindung einen Spiralverdichter, mit mindestens einer an einer inneren Stirnwand eines Verdichtergehäuses befestigten oder ausgebildeten spiralförmigen Statorschaufel und mindestens einer an einer Verdrängerscheibe befestigten oder ausgebildeten spiralförmigen Verdrängerschaufel, wobei die Statorschaufel und die Verdrängerschaufel axial ineinandergreifen sowie zwischen einander sichelförmige Druckräume begrenzen, wobei die Verdrängerscheibe drehbar auf einem Exzenterzapfen einer Antriebswelle gelagert ist und bei rotierender Antriebswelle mittels einer Führungseinrichtung in einer translatorischen Orbitalbewegung geführt wird.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist bei diesem Spiralverdichter vorgesehen, dass die Führungseinrichtung einen Führungshebel und einen Stützhebel aufweist, dass der Führungshebel bezüglich der Nabenachse der Verdrängerscheibe radial ausgerichtet und mit
seinem inneren Ende starr an der Verdrängerscheibe befestigt ist, dass der Stützhebel federelastische Eigenschaften aufweist, und dass der Stützhebel bezüglich der Nabenachse der Verdrängerscheibe mit tangentialer Ausrichtung zwischen dem äußeren Ende des Führungshebels und dem Verdichtergehäuse angeordnet sowie mit diesen beiden fest verbunden ist.
Mit dem radial an der Verdrängerscheibe befestigten Führungshebel und dem zwischen dem Führungshebel und dem Verdichtergehäuse angeordneten elastischen Stützhebel weist diese Führungseinrichtung einen relativ einfachen Aufbau, wenig Bauteile und einen geringen Bauraumbedarf auf. Sie funktioniert zudem reibungslos und verschleißfrei. Bei rotierender Antriebswelle wird der Führungshebel radial innen entsprechend der Auslenkung durch den umlaufenden Exzenterzapfen der Antriebswelle ausgelenkt und überträgt diese Auslenkung radial außen auf den Stützhebel, welcher diese Bewegung durch eine federelastische Biegung, Dehnung und Stauchung zumindest teilweise aufnimmt. Da dies nicht vollständig möglich ist, ergibt sich dabei eine periodische Schwenkbewegung der Verdrängerscheibe um die Nabenachse, die jedoch nur wenige Grad beträgt. Die Schwenkbewegung der Verdrängerscheibe ist dabei umso geringer, je länger der Führungshebel und je elastischer der Stützhebel ausgebildet sind. Der Führungshebel ist daher bevorzugt möglichst lang ausgebildet, welches insofern kein großes Problem darstellt, als dessen umfangsseitige Anordnung beliebig wählbar ist.
Der Stützhebel kann aus Gummi oder einem anderen federelastischen Material bestehen. Der Stützhebel kann alternativ dazu zumindest einen Abschnitt aufweisen, welcher aus einem federelastischen Material besteht und daher federelastische Eigenschaften aufweist. Da die Elastizität von Gummi bei Temperaturen unter der Frostgrenze stark abnimmt, ist ein elastomerer Kunststoff, der diese Eigenschaft nicht aufweist, für den Stützhebel vorzuziehen.
Der Stützhebel oder der elastische Abschnitt des Stützhebels kann einen kreisrunden Querschnitt aufweisen.
Möglich ist es aber auch, dass der Stützhebel oder der elastische Abschnitt des Stützhebels einen elliptischen Querschnitt aufweist und zur Erzielung einer geringeren Biegesteifigkeit in radialer Richtung derart angeordnet ist, dass der kleinere Durchmesser des ellip-
tischen Querschnitts des Stützhebels in Längsrichtung des Führungshebels ausgerichtet ist.
Alternativ zu gerundeten Querschnitten kann der Stützhebel oder der elastische Abschnitt des Stützhebels auch einen quadratischen Querschnitt aufweisen und zur Erzielung einer geringeren Biegesteifigkeit in radialer Richtung derart angeordnet sein, dass zwei gegenüberliegende parallele Außenseiten des quadratischen Querschnitts in Längsrichtung des Führungshebels ausgerichtet sind.
Alternativ dazu ist es auch möglich, dass der Stützhebel oder der elastische Abschnitt des Stützhebels einen quaderförmigen Querschnitt aufweist und zur Erzielung einer geringeren Biegesteifigkeit in radialer Richtung derart angeordnet ist, dass die geringere Dicke des quaderförmigen Querschnitts in Längsrichtung des Führungshebels ausgerichtet ist.
Unabhängig von dessen Querschnittsform kann der Stützhebel oder der elastische Abschnitt des Stützhebels auch eine in Längsrichtung des Führungshebels ausgerichtete Einschnürung aufweisen. Eine derartige Einschnürung ist als elastisches Knickscharnier wirksam und verringert dadurch die Biegesteifigkeit des Stützhebels beziehungsweise des elastischen Abschnitts in radialer Richtung weiter.
Der Stützhebel kann starr an dem Führungshebel und/oder dem Verdichtergehäuse befestigt sein. Dies kann zum Beispiel dadurch erreicht werden, dass der Stützhebel mittels Vulkanisation oder Spritzguss an einen Beschlag des Führungshebels und/oder des Verdichtergehäuses angeformt ist.
Alternativ zu einer Ausführungsform aus Gummi oder einem anderen elastomeren Kunststoff kann der Stützhebel auch aus einem Federblech, also zum Beispiel aus Federstahl, bestehen, welcher zur Ermöglichung einer Biegung, Dehnung und Stauchung bezüglich der Nabenachse der Verdrängerscheibe radial bogenförmig nach außen oder innen gewölbt ist.
Alle genannten Bauarten von Stützhebeln können auch über eine Bolzenverbindung, also mittels einer Schraub-, Niet- oder Splintverbindung, an einem Beschlag des Führungshebels und/oder des Verdichtergehäuses befestigt sein. Bei einer Ausführungsform des
Stützhebels mit Gummi oder einem anderen elastomeren Kunststoff ist dieser hierzu endseitig mit mindestens einem einvulkanisierten oder umspritzten Beschlag versehen.
Der Stützhebel kann jedoch auch gelenkig an dem Führungshebel und/oder dem Verdichtergehäuse befestigt sein.
Hierzu kann der Stützhebel endseitig mit einer mittig zylindrischen sowie beidseitig außen V-förmig erweiterten Durchgangsöffnung formschlüssig schwenkbar auf einem zentralen zylindrischen Lagerbolzen des Führungshebels gelagert sein, wobei der Lagerbolzen achsparallel zu der Nabenachse der Verdrängerscheibe ausgerichtet ist.
Alternativ dazu ist es jedoch auch möglich, dass der Stützhebel, der hierzu endseitig mit mindestens einem einvulkanisierten oder umspritzten Beschlag versehen sein kann, mit mindestens einer endseitigen Lagerachse schwenkbar in einer achsparallel zu der Nabenachse der Verdrängerscheibe ausgerichteten, starr an dem Führungshebel und/oder dem Verdichtergehäuse befestigten Lagerbüchse gelagert ist.
Die erfindungsgemäße Konstruktion kann auch in einem zweistufigen Spiralverdichter realisiert sein, welcher eine erste Verdichterstufe und eine zweite Verdichterstufe aufweist.
Die beiden Verdichterstufen weisen jeweils eine an einer inneren Stirnwand eines Verdichtergehäuses befestigte oder ausgebildete spiralförmige Statorschaufel sowie jeweils eine an einer Verdrängerscheibe befestigte oder ausgebildete spiralförmige Verdrängerschaufel auf. Die jeweilige Statorschaufel und die dieser zugeordnete Verdrängerschaufel greifen axial ineinander und begrenzen zwischen einander sichelförmige Druckräume. Die beiden Verdrängerscheiben sind an gegenüberliegenden Enden des Verdichtergehäuses drehbar auf jeweils einem Exzenterzapfen einer gemeinsamen Antriebswelle gelagert und werden bei rotierender Antriebswelle mittels jeweils einer Führungseinrichtung in einer translatorischen Orbitalbewegung geführt. Die zumindest eine Führungseinrichtung weist gemäß der Erfindung einen Führungshebel sowie einen Stützhebel entsprechend der beschriebenen Bauart auf.
Die Erfindung wird nachstehend anhand mehrerer in der beigefügten Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele weiter erläutert. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 einen Spiralverdichter mit einer erfindungsgemäßen Führungseinrichtung in einer ersten Funktionsstellung in einer vereinfachten Axialansicht,
Fig. 1 a den Spiralverdichter gemäß Fig. 1 in einer zweiten Funktionsstellung in einer vereinfachten Axialansicht,
Fig. 1 b den Spiralverdichter gemäß den Figuren 1 und 1 a in einer dritten Funktionsstellung in einer vereinfachten Axialansicht,
Fig. 1 c den Spiralverdichter gemäß den Figuren 1 bis 1 b in einer vierten Funktionsstellung in einer vereinfachten Axialansicht,
Fig. 2 eine erste Ausführungsform einer Führungseinrichtung eines Spiralverdichters in einer ausschnittweisen Axialansicht,
Fig. 2a die Führungseinrichtung in einer Querschnittansicht A-A gemäß Fig. 2,
Fig. 3 eine zweite Ausführungsform einer Führungseinrichtung eines Spiralverdichters in einer ausschnittweisen Axialansicht,
Fig. 3a die Führungseinrichtung in einer Querschnittansicht B-B gemäß Fig. 3,
Fig. 4 eine dritte Ausführungsform einer Führungseinrichtung eines Spiralverdichters in einer ausschnittweisen Axialansicht,
Fig. 4a die Führungseinrichtung in einer Querschnittansicht C-C gemäß Fig. 4,
Fig. 5 eine vierte Ausführungsform einer Führungseinrichtung eines Spiralverdichters in einer ausschnittweisen Axialansicht,
Fig. 5a die Führungseinrichtung in einer Querschnittansicht D-D gemäß Fig. 5,
Fig. 6 eine fünfte Ausführungsform einer Führungseinrichtung eines Spiralverdichters in einer ausschnittweisen Axialansicht,
Fig. 7 eine sechste Ausführungsform einer Führungseinrichtung eines Spiralverdichters in einer ausschnittweisen Axialansicht,
Fig. 8 eine siebte Ausführungsform einer Führungseinrichtung eines Spiralverdichters in einer ausschnittweisen Axialansicht,
Fig. 9 eine achte Ausführungsform einer Führungseinrichtung eines Spiralverdichters in einer ausschnittweisen Axialansicht,
Fig. 10 eine neunte Ausführungsform einer Führungseinrichtung eines Spiralverdichters in einer ausschnittweisen Axialansicht,
Fig. 11 einen zweistufigen Spiralverdichter mit bekannten Führungseinrichtungen in einem schematischen Längsmittenschnitt, und
Fig. 12 den zweistufigen Spiralverdichter gemäß Fig. 1 1 mit erfindungsgemäßen Führungseinrichtungen in einem Längsmittenschnitt.
In der vereinfacht dargestellten Axialansicht gemäß Fig. 1 ist ein Spiralverdichter 2 abgebildet, welcher eine an einer nicht abgebildeten inneren Stirnwand eines Verdichtergehäuses 4 befestigte spiralförmige Statorschaufel 6 und eine an einer Verdrängerscheibe 8 angeordnete spiralförmige Verdrängerschaufel 12 aufweist. Die Statorschaufel 6 und die Verdrängerschaufel 12 greifen axial ineinander und begrenzen vier sichelförmige Druckräume 14a, 14b, 16a, 16b. Die Verdrängerscheibe 8 ist drehbar auf einem Exzenterzapfen 20 einer Antriebswelle 18 gelagert und wird bei rotierender Antriebswelle 18 mittels einer Führungseinrichtung 22 in einer translatorischen Orbitalbewegung geführt.
Die Führungseinrichtung 22 umfasst einen Führungshebel 24 und einen Stützhebel 30. Der Führungshebel 24 ist bezüglich der Nabenachse 10 der Verdrängerscheibe 8 radial ausgerichtet und mit seinem radial inneren Ende 26 starr an der Verdrängerscheibe 8 befestigt. Der Stützhebel 30 ist bezüglich der Nabenachse 10 der Verdrängerscheibe 8 mit tangentialer Ausrichtung zwischen dem radial äußeren Ende 28 des Führungshebels 24 und dem Verdichtergehäuse 4 angeordnet sowie mit diesen beiden fest verbunden. Der Stützhebel 30 weist zudem federelastische Eigenschaften auf.
In der Fig. 1 befindet sich der Spiralverdichter 2 in einer ersten Funktionsstellung, in welcher sich der Exzenterzapfen 20 der Antriebswelle 18 in einer 270°-Position befindet. In dieser Funktionsstellung sind die radial äußeren Druckräume 14a, 14b mit einem in der Fig.1 nicht erkennbaren Eingangsraum des Spiralverdichters 2 strömungstechnisch verbunden, während die radial inneren Druckräume 16a, 16b vollständig geschlossen sind. Durch die Auslenkung der Verdrängerscheibe 8 mittels des Exzenterzapfens 20 ist der Stützhebel 30 in der 270°-Position federelastisch geringfügig gestaucht sowie hin zur Verdrängerscheibe 8 gebogen. Zudem führte die Verdrängerscheibe 8 im Vergleich zu einer fiktiven Neutralposition, welche die Führungseinrichtung 22 bei mittig an der Antriebswelle 18 angeordnetem Exzenterzapfen 20 einnehmen würde, eine geringfügige Schwenkbewegung von weniger als einem Grad im Uhrzeigersinn durch.
Bei der in der Fig. 1 a gezeigten Darstellung ist die Antriebswelle 18 im Vergleich zur Fig. 1 im Uhrzeigersinn um 90° gedreht worden. Hierbei befindet sich der Spiralverdichter 2 in einer zweiten Funktionsstellung, in welcher sich der Exzenterzapfen 20 der Antriebswelle 18 in der 0°-Position steht. In dieser Funktionsstellung sind die radial äußeren Druckräume 14a, 14b deutlich vergrößert und haben Luft oder ein anderes Gas aus dem erwähnten Eingangsraum des Spiralverdichters 2 aufgenommen. Die radial inneren Druckräume 16a,
16b sind weiterhin geschlossen, haben aber unter Reduzierung ihrer Volumina das eingeschlossene Gas weiter verdichtet. Durch die vertikale Auslenkung der Verdrängerscheibe 8 mittels des Exzenterzapfens 20 nach oben beziehungsweise radial außen wurde der Stützhebel 30 federelastisch gedehnt sowie mit seinem einen Ende von der Verdrängerscheibe 8 weg gebogen. Zudem führte die Verdrängerscheibe 8 hierbei in Bezug zu der fiktiven Neutralposition eine Schwenkbewegung von zwei bis drei Grad im Uhrzeigersinn durch.
In der Fig. 1 b ist die Antriebswelle 18 im Vergleich zu der in der Fig. 1 a gezeigten Situation im Uhrzeigersinn um 90° weiter gedreht worden, und der Spiralverdichter 2 befindet sich hierbei in einer dritten Funktionsstellung, in welcher sich der Exzenterzapfen 20 der Antriebswelle 18 in einer 90°-Position befindet. In dieser Funktionsstellung sind die radial äußeren Druckräume 14a, 14b von dem Eingangsraum des Spiralverdichters 2 getrennt und weisen unter Komprimierung des eingeschlossenen Gases geringere Volumina auf. Die radial inneren Druckräume 16a, 16b weisen weiter verringerte Volumina sowie eine erste kleinere Verbindungen zu einem radial innen ausgebildeten und in der Fig. 1 b nicht sichtbaren Ausgangsraum des Spiralverdichters 2 auf. Durch die beschriebene Auslenkung der Verdrängerscheibe 8 mittels des Exzenterzapfens 20 wurde der Stützhebel 30 von der Antriebswelle 18 weg gebogen sowie federelastisch geringfügig gedehnt. Zudem führte die Verdrängerscheibe 8 in Bezug zur fiktiven Neutralposition eine geringfügige Schwenkbewegung von weniger als einem Grad aus.
Gemäß der Darstellung der Fig. 1 c ist die Antriebswelle 18 im Vergleich zur Fig. 1 b im Uhrzeigersinn um 90° weiter gedreht worden, und der Spiralverdichter 2 befindet sich dadurch in einer dritten Funktionsstellung, in welcher sich der Exzenterzapfen 20 der Antriebswelle 18 in einer 180°-Position befindet. In dieser Funktionsstellung sind die radial äußeren Druckräume 14a, 14b deutlich verkleinert und haben das dort eingeschlossene Gas weiter verdichtet. Die radial inneren Druckräume 16a, 16b sind nun vollständig mit dem hier nicht erkennbaren Ausgangsraum des Spiralverdichters 2 verbunden und haben das zuvor eingeschlossene Gas fast vollständig in den Ausgangsraum ausgeschoben. Durch die vertikale Auslenkung der Verdrängerscheibe 8 mittels des Exzenterzapfens 20 nach unten wurde der Stützhebel 30 federelastisch gestaucht sowie nach unten gebogen. Zudem führte die Verdrängerscheibe 8 in Bezug zur fiktiven Neutralposition eine größere Schwenkbewegung von zwei bis drei Grad durch.
Nachfolgend werden anhand der Figuren 2 bis 10 mehrere mögliche Ausführungsformen des Stützhebels 30 erläutert.
In der ausschnittweisen Axialansicht der Fig. 2 und der Querschnittansicht der Fig. 2a gemäß der Schnittebene A-A der Fig. 2 besteht der Stützhebel 30.1 in einer ersten Ausführungsform aus Gummi oder einem anderen elastomeren Kunststoff und weist einen kreisrunden Querschnitt auf.
In der ausschnittweisen Axialansicht der Fig. 3 und der Querschnittansicht der Fig. 3a gemäß der Schnittebene B-B der Fig. 3 besteht der Stützhebel 30.2 in einer zweiten Ausführungsform ebenfalls aus Gummi oder einem anderen elastomeren Kunststoff, er weist jedoch einen elliptischen Querschnitt auf. Um bezüglich der Nabenachse 10 der Verdrängerscheibe 8 in radialer Richtung eine geringere Federsteifigkeit zu erzielen, ist dieser Stützhebel 30.2 derart angeordnet, dass der kleinere Durchmesser d seines elliptischen Querschnitts in Längsrichtung des Führungshebels 24 ausgerichtet ist.
In der ausschnittweisen Axialansicht der Fig. 4 und der Querschnittansicht der Fig. 4a gemäß der Schnittebene C-C der Fig. 4 besteht der Stützhebel 30.3 in einer dritten Ausführungsform auch aus Gummi oder einem anderen elastomeren Kunststoff, er weist nun jedoch einen quadratischen Querschnitt auf. Um bezüglich der Nabenachse 10 der Verdrängerscheibe 8 in radialer Richtung eine geringere Federsteifigkeit zu erzielen, ist der Stützhebel 30.3 derart angeordnet, dass zwei gegenüberliegende parallele Außenseiten 36, 36‘ seiner quadratischen Querschnittsfläche in Längsrichtung des Führungshebels 24 ausgerichtet sind.
In der ausschnittweisen Axialansicht der Fig. 5 und der Querschnittansicht der Fig. 5a gemäß der Schnittebene D-D der Fig. 5 besteht der Stützhebel 30.4 in einer vierten Ausführungsform ebenfalls aus Gummi oder einem anderen elastomeren Kunststoff, er weist jedoch einen quaderförmigen Querschnitt auf. Um bezüglich der Nabenachse 10 der Verdrängerscheibe 8 in radialer Richtung eine geringere Federsteifigkeit zu erzielen, ist dieser Stützhebel 30.4 derart angeordnet, dass die geringere Dicke t der quaderförmigen Querschnittsfläche in Längsrichtung des Führungshebels 24 ausgerichtet ist.
In der ausschnittweisen Axialansicht der Fig. 6 weist der aus Gummi oder einem anderen elastomeren Kunststoff bestehende Stützhebel 30.5 in einer fünften Ausführungsform eine
in Längsrichtung des Stützhebel 30.5 ausgerichtete Einschnürung 38 auf. Eine derartige Einschnürung 38 ist als elastisches Knickscharnier wirksam und verringert dadurch die Biegesteifigkeit des Stützhebels 30.5 in radialer Richtung.
Die bisher vorgestellten Stützhebel 30.1 , 30.2, 30.3, 30.4, 30.5 können starr an dem Führungshebel 24 und/oder dem Verdichtergehäuse 4 befestigt und hierzu mittels Vulkanisation oder Spritzguss an einen Beschlag des Führungshebels 24 und/oder des Verdichtergehäuses 4 angeformt sein.
In einer dazu alternativen Befestigungsart ist der Stützhebel 30.6 gemäß der in der Fig. 7 abgebildeten sechsten Ausführungsform beispielhaft mittels eines einvulkanisierten oder umspritzten ersten Beschlags 40 über eine Bolzenverbindung 44 an einem Beschlag 42 des Führungshebels 24 befestigt. Diese Bolzenverbindung 44 ist beispielhaft durch einen in Bohrungen in den beiden Beschlägen 40, 42 eingesetzten Niet 46 gebildet.
In der ausschnittweisen Axialansicht der Fig. 8 ist der aus Gummi oder einem anderen elastomeren Kunststoff bestehende Stützhebel 30.7 in einer siebten Ausführungsform mittels einer mittig zylindrischen sowie außenseitig V-förmig erweiterten Durchgangsöffnung 48 formschlüssig schwenkbar auf einem zentralen zylindrischen Lagerbolzen 50 des Führungshebels 24 gelagert, wobei der Lagerbolzen 50 achsparallel zu der Nabenachse 10 der Verdrängerscheibe 8 ausgerichtet ist.
Gemäß einer dazu alternativen achten Ausführungsform ist ein in einer teilweisen Axialansicht der Fig. 9 abgebildete, aus Gummi oder einem anderen elastomeren Kunststoff bestehende Stützhebel 30.8 mittels einer an diesem befestigten endseitigen Lagerachse 52 schwenkbar in einer starr an dem Führungshebel 24 befestigten, achsparallel zu der Nabenachse 10 der Verdrängerscheibe 8 ausgerichteten Lagerbüchse 54 gelagert. Die Lagerachse 52 des Stützhebels 30.8 kann hierzu Bestandteil eines endseitig in den Stützhebel 30.8 einvulkanisierten oder umspritzten Beschlags sein.
Bei der ausschnittweisen Axialansicht der Fig. 10 besteht der Stützhebel 30.9 gemäß einer neunten Ausführungsform aus einem Federblech, welches zur Ermöglichung seiner Biegung, Dehnung und Stauchung bezüglich der Nabenachse 10 der Verdrängerscheibe 8 radial bogenförmig nach außen gewölbt ist. Der Stützhebel 30.9 ist vorliegend beispielhaft analog zur sechsten Ausführungsform des Stützhebels 30.6 gemäß Fig. 7 über eine
Bolzenverbindung 44 an einem Beschlag 42 des Führungshebels 24 befestigt, wobei die Bolzenverbindung 44 durch einen in Bohrungen in dem Stützhebel 30.9 und dem Beschlag 42 eingesetzten Niet 46 gebildet ist.
Die Fig. 11 zeigt schematisch einen Längsmittenschnitt durch einen bekannten zweistufigen Spiralverdichter 56, welcher ein Verdichtergehäuse 58, einen Elektromotor 66, eine Antriebswelle 72, eine als Spiralverdichter ausgebildete erste Verdichterstufe 82 und eine als Spiralverdichter ausgebildete zweite Verdichterstufe 110 aufweist.
Das mehrteilige Verdichtergehäuse 58 besteht aus einem weitgehend hohlzylindrischen Zentralgehäuse 60 und zwei beidseitig daran angeordneten topfförmige Seitengehäusen 62, 64. In dem Zentralgehäuse 60 ist die Antriebswelle 72 über zwei endseitig angeordnete, als Rillenkugellager ausgebildete Wälzlager 78, 80 drehbar gelagert. Der Elektromotor 66 weist einen Stator 68 sowie einen koaxial innerhalb des Stators 68 angeordneten Rotor 70 auf und ist axial mittig zwischen den beiden genannten Wälzlagern 78, 80 angeordnet. Während der Stator 68 drehfest und axialfest an dem Zentralgehäuse 60 angeordnet ist, ist der Rotor 70 starr auf der Antriebswelle 72 befestigt.
In dem ersten Seitengehäuse 62 ist die erste Verdichterstufe 82 angeordnet. Hierzu ist an einer inneren Stirnwand 84 des ersten Seitengehäuses 62 mindestens eine erste spiralförmige Statorschaufel 86 ausgebildet. Mindestens eine mit dieser ersten Statorschaufel 86 axial in Eingriff stehende erste Verdrängerschaufel 90 ist an einer ersten Verdrängerscheibe 88 ausgebildet. Diese erste Verdrängerscheibe 88 ist über ein als Zylinderrollenlager ausgebildetes drittes Wälzlager 92 drehbar auf einem axial benachbarten ersten Exzenterzapfen 74 der Antriebswelle 72 gelagert. Zur Führung der ersten Verdrängerscheibe 88 bei rotierender Antriebswelle 72 in einer translatorischen Orbital beweg ung ist eine bekannte Führungseinrichtung 94 vorgesehen, welche eine am Außenumfang der ersten Verdrängerscheibe 88 angeordnete erste Führungswelle 96 mit einem dritten Exzenterzapfen 98 umfasst.
Die Exzentrizität des dritten Exzenterzapfens 98 der ersten Führungswelle 96 ist identisch zu derjenigen des ersten Exzenterzapfens 74 an der Antriebswelle 72. Der Hauptschaft dieser Führungswelle 96 ist über zwei als Schrägkugellager ausgeführte Wälzlager 100 drehbar in einer ersten Lagerbohrung 102 des Zentralgehäuses 60 gelagert, während der Exzenterzapfen 98 der ersten Führungswelle 96 über zwei als Schrägkugellager ausge-
führte Wälzlager 104 drehbar in einer Lagerbohrung 106 der ersten Verdrängerscheibe 88 gelagert ist.
Bei rotierender, also von dem Elektromotor 66 angetriebener Antriebswelle 72, soll die erste Führungswelle 96 synchron mitdrehen und dadurch für eine exakte translatorische Orbitalbewegung der ersten Verdrängerscheibe 88 sorgen. Um dabei eine Drehung der ersten Führungswelle 96 entgegen der Drehrichtung der Antriebswelle 72 und damit eine Verschwenkung der ersten Verdrängerscheibe 88 um ihre Nabenachse 108 zu vermeiden, kann zwischen der Führungswelle 96 und dem Zentralgehäuse 60 eine Rücklaufsperre (nicht abgebildet) angeordnet oder ausgebildet sein.
In dem zweiten Seitengehäuse 64 ist die zweite Verdichterstufe 110 angeordnet. Hierzu ist an einer inneren Stirnwand 112 des zweiten Seitengehäuses 64 eine zweite spiralförmige Statorschaufel 114 ausgebildet. Mindestens eine mit der zweiten Statorschaufel 114 axial in Eingriff stehende zweite Verdrängerschaufel 118 ist an einer zweiten Verdrängerscheibe 116 ausgebildet, welche über ein als Zylinderrollenlager ausgebildetes Wälzlager 120 drehbar auf einem axial benachbarten zweiten Exzenterzapfen 76 der Antriebswelle 72 gelagert ist. Zur Führung der zweiten Verdrängerscheibe 116 bei rotierender Antriebswelle 72 in einer translatorischen Orbitalbewegung ist eine zweite Führungseinrichtung 122 vorhanden, welche eine am Außenumfang der zweiten Verdrängerscheibe 116 angeordnete zweite Führungswelle 124 mit einem vierten Exzenterzapfen 126 aufweist.
Die Exzentrizität des vierten Exzenterzapfens 126 der zweiten Führungswelle 124 ist identisch zu derjenigen des zweiten Exzenterzapfens 76 der Antriebswelle 72. Der Hauptschaft der zweiten Führungswelle 124 ist über zwei als Schrägkugellager ausgeführte Wälzlager 128 drehbar in einer zweiten Lagerbohrung 130 des Zentralgehäuses 60 gelagert. Der vierte Exzenterzapfen 126 an der zweiten Führungswelle 124 ist über zwei als Schrägkugellager ausgeführte Wälzlager 132 drehbar in einer Lagerbohrung 134 der Verdrängerscheibe 116 gelagert. Bei rotierender, also von dem Elektromotor 66 angetriebener Antriebswelle 72 soll die zweite Führungswelle 124 synchron mitdrehen und dadurch für eine exakte translatorische Orbitalbewegung der zweiten Verdrängerscheibe 116 sorgen. Um dabei eine Drehung der zweiten Führungswelle 124 entgegen der Drehrichtung der Antriebswelle 72 und damit eine Verschwenkung der zweiten Verdrängerscheibe 1 16 um ihre Nabenachse 136 zu vermeiden, kann zwischen der zweiten Führungswelle 124
und dem Zentralgehäuse 60 eine Rücklaufsperre (nicht abgebildet) angeordnet oder ausgebildet sein.
Bei rotierender Antriebswelle 72 wird Luft oder ein anderes Gas über einen ersten Eingangsanschluss 138 in einen ringförmig um die Schaufeln 86, 90 der ersten Verdichterstufe 82 angeordneten ersten Eingangsraum 140 gesaugt und unter Verdichtung in einen zentral innerhalb der Schaufeln 86, 90 der ersten Verdichterstufe 82 angeordneten Ausgangsraum 142 gefördert. Von dort gelangt das entsprechend vorverdichtete Gas über einen Ausgangsanschluss 144, eine Rohrleitung 146 und einen zweiten Eingangsanschluss 148 in einen ringförmig um die Schaufeln 114, 118 der zweiten Verdichterstufe 1 10 angeordneten zweiten Eingangsraum 150. Von dort wird das Gas unter weiterer Verdichtung in einen zentral innerhalb der Schaufeln 114, 118 der zweiten Verdichterstufe 1 10 angeordneten Ausgangsraum 152 und einen von diesem nach außen führenden Ausgangsanschluss 154 gefördert.
Der in der Fig. 12 in einem schematischen Längsmittenschnitt abgebildete zweistufige Spiralverdichter 156 unterscheidet sich von dem in der Fig. 1 1 dargestellten Spiralverdichter 56 durch zwei gemäß der Erfindung ausgebildete Führungseinrichtungen 166, 178 der beiden Verdichterstufen 82, 110 sowie entsprechend vereinfachte Gehäuseteile des Verdichtergehäuses 158, also dessen Zentralgehäuse 160, erstes Seitengehäuse 162 und zweites Seitengehäuse 164. Verschiedene Ausführungsformen dieser beiden Führungseinrichtungen 166, 178 sind, wie bereits im Detail beschrieben, in den Figuren 1 bis 1 c und den Figuren 2 bis 9 dargestellt.
Die Führungseinrichtung 166 der ersten Verdichterstufe 82 umfasst einen ersten Führungshebel 168 und einen ersten Stützhebel 174. Der erste Führungshebel 168 ist bezüglich der Nabenachse 108 der ersten Verdrängerscheibe 88‘ radial ausgerichtet und an seinem inneren Ende 170 starr an der ersten Verdrängerscheibe 88‘ befestigt. Der erste Stützhebel 174 weist federelastische Eigenschaften auf und besteht hierzu vorliegend beispielhaft aus Gummi oder einem anderen elastomeren Kunststoff. Der erste Stützhebel 174 ist mit zur Nabenachse 108 der ersten Verdrängerscheibe 88‘ tangentialer Ausrichtung zwischen dem radial äußeren Ende 172 des ersten Führungshebels 168 und einem Vorsprung 176 an dem ersten Seitengehäuse 162 des Verdichtergehäuses 158 angeordnet sowie mit diesen jeweils endseitig fest verbunden. Zur Vereinfachung der Darstellung sind der erste Führungshebel 168 und der erste Stützhebel 174 aus einer diagonalen An-
Ordnung unter optischer Verkürzung des ersten Führungshebels 168 in die Zeichnungsebene gedreht dargestellt.
In gleicher Konstruktion umfasst die Führungseinrichtung 178 der zweiten Verdichterstufe 1 10 einen zweiten Führungshebel 180 und einen zweiten Stützhebel 186. Der zweite Führungshebel 180 ist bezüglich der Nabenachse 136 der zweiten Verdrängerscheibe 116‘ radial ausgerichtet und an seinem inneren Ende 182 starr an der zweiten Verdrängerscheibe 116‘ befestigt. Der zweite Stützhebel 186 weist federelastische Eigenschaften auf und besteht hierzu vorliegend beispielhaft aus Gummi oder einem anderen elastomeren Kunststoff. Der zweite Stützhebel 186 ist mit zu der Nabenachse 136 der zweiten Verdrängerscheibe 116‘ tangentialer Ausrichtung zwischen dem äußeren Ende 184 des zweiten Führungshebels 180 und einem Vorsprung 188 an dem zweiten Seitengehäuse 164 des Verdichtergehäuses 158 angeordnet sowie mit diesen jeweils endseitig fest verbunden. Zur Vereinfachung der Darstellung sind auch hier der zweite Führungshebel 180 sowie der zweite Stützhebel 186 aus einer diagonalen Anordnung unter optischer Verkürzung des zweiten Führungshebels 180 in die Zeichnungsebene gedreht dargestellt.
Aus dem Vergleich des bekannten zweistufigen Spiralverdichters 56 mit dem erfindungsgemäß ausgebildeten Spiralverdichter 156 gemäß den Figuren 11 und 12 ist ersichtlich, dass die gemäß der Erfindung ausgebildeten Führungseinrichtungen 166, 178 der Verdichterstufen 82, 110 (Fig. 12) deutlich einfacher und platzsparender aufgebaut sowie leichter montierbar sind. Zudem sind die vorgeschlagenen Führungseinrichtungen 166, 178 reibungsfrei und damit verschleißfrei wirksam.
Bezugszeichenliste (Bestandteil der Beschreibung)
Spiralverdichter, Scrollverdichter
Verdichtergehäuse
Statorschaufel
Verdrängerscheibe
Nabenachse der Verdrängerscheibe
Verdrängerschaufel a, 14b Äußere sichelförmige Druckräume a, 16b Innere sichelförmige Druckräume
Antriebswelle
Exzenterzapfen
Führungseinrichtung
Führungshebel
Inneres Ende des Führungshebels
Äußeres Ende des Führungshebels
Stützhebel .1 Stützhebel (erste Ausführungsform) .2 Stützhebel (zweite Ausführungsform) .3 Stützhebel (dritte Ausführungsform) .4 Stützhebel (vierte Ausführungsform) .5 Stützhebel (fünfte Ausführungsform) .6 Stützhebel (sechste Ausführungsform) .7 Stützhebel (siebte Ausführungsform) .8 Stützhebel (achte Ausführungsform) .9 Stützhebel (neunte Ausführungsform) , 36‘ Parallele Außenseiten des Stützhebels 30.3
Einschnürung am Stützhebel 30.5
Erster Beschlag am Stützhebel 30.6
Zweiter Beschlag am Stützhebel 30.6
Bolzenverbindung am Stützhebel 30.6
Niet zur Bolzenverbindung am Stützhebel 30.6
Durchgangsöffnung am Stützhebel 30.7
Lagerbolzen am Führungshebel 24 Lagerachse am Stützhebel 30.8
Lagerbüchse am Führungshebel 24
Zweistufiger Spiralverdichter (Stand der Technik)
Verdichtergehäuse des Spiralverdichters 56
Zentralgehäuse des Spiralverdichters 56
Erstes Seitengehäuse des Verdichtergehäuses 58
Zweites Seitengehäuse des Verdichtergehäuses 58
Elektromotor
Stator des Elektromotors
Rotor des Elektromotors
Antriebswelle
Erster Exzenterzapfen
Zweiter Exzenterzapfen
Erstes Wälzlager, Rillenkugellager
Zweites Wälzlager, Rillenkugellager
Erste Verdichterstufe des Spiralverdichters
Innere Stirnwand des ersten Seitengehäuses
Erste Statorschaufel , 88‘ Erste Verdrängerscheibe
Erste Verdrängerschaufel
Drittes Wälzlager, Zylinderrollenlager
Erste Führungseinrichtung (Stand der Technik)
Erste Führungswelle
Dritter Exzenterzapfen 0 Wälzlager, Schrägkugellager 2 Erste Lagerbohrung im Zentralgehäuse 60 4 Wälzlager, Schrägkugellager 6 Lagerbohrung in der ersten Verdrängerscheibe 888 Erste Nabenachse 0 Zweite Verdichterstufe des Spiralverdichters 2 Innere Stirnwand des zweiten Seitengehäuses 4 Zweite Statorschaufel 6, 116‘ Zweite Verdrängerscheibe 8 Zweite Verdrängerschaufel 0 Wälzlager, Zylinderrollenlager 2 Zweite Führungseinrichtung (Stand der Technik)
124 Zweite Führungswelle
126 Vierter Exzenterzapfen
128 Wälzlager, Schrägkugellager
130 Zweite Lagerbohrung im Zentralgehäuse 60
132 Wälzlager, Schrägkugellager
134 Lagerbohrung in der zweiten Verdrängerscheibe 116
136 Zweite Nabenachse
138 Erster Eingangsanschluss
140 Erster Eingangsraum
142 Erster Ausgangsraum
144 Erster Ausgangsanschluss
146 Rohrleitung
148 Zweiter Eingangsanschluss
150 Zweiter Eingangsraum
152 Zweiter Ausgangsraum
154 Zweiter Ausgangsanschluss
156 Zweistufiger Spiralverdichter (erfindungsgemäß)
158 Verdichtergehäuse (erfindungsgemäß)
160 Zentralgehäuse des Verdichtergehäuses 158
162 Erstes Seitengehäuse des Verdichtergehäuses 158
164 Zweites Seitengehäuse des Verdichtergehäuses 158
166 Führungseinrichtung der ersten Verdichterstufe 82 (erfindungsgemäß)
168 Führungshebel der Führungseinrichtung 166
170 Inneres Ende des Führungshebels 168
172 Äußeres Ende des Führungshebels 168
174 Erster Stützhebel
176 Vorsprung am ersten Seitengehäuse 162
178 Führungseinrichtung der zweiten Verdichterstufe 110 (erfindungsgemäß)
180 Führungshebel der Führungseinrichtung 178
182 Inneres Ende des Führungshebels 180
184 Äußeres Ende des Führungshebels 180
186 Zweiter Stützhebel
188 Vorsprung am zweiten Seitengehäuse 164 d Kleinerer Durchmesser des Stützhebels 30.2 t Geringere Dicke des Stützhebels 30.4
Claims
1 . Spiralverdichter (2, 156), mit mindestens einer an einer inneren Stirnwand (84, 1 12) eines Verdichtergehäuses (4, 158) befestigten oder ausgebildeten spiralförmigen Statorschaufel (6, 86, 114) und mindestens einer an einer Verdrängerscheibe (8, 88‘,116‘) befestigten oder ausgebildeten spiralförmigen Verdrängerschaufel (12, 90, 1 18), wobei die Statorschaufel (6, 86, 114) und die Verdrängerschaufel (12, 90, 118) axial ineinandergreifen sowie zwischen einander sichelförmige Druckräume (14a, 14b, 16a, 16b) begrenzen, wobei die Verdrängerscheibe (8, 88‘, 116‘) drehbar auf einem Exzenterzapfen (20, 74, 76) einer Antriebswelle (18, 72) gelagert ist und bei rotierender Antriebswelle (18, 72) mittels einer Führungseinrichtung (22, 166, 178) in einer translatorischen Orbitalbewegung geführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungseinrichtung (22, 166, 178) einen Führungshebel (24, 168, 180) und einen Stützhebel (30, 174, 186) aufweist, dass der Führungshebel (24, 168, 180) bezüglich der Nabenachse (10, 108, 136) der Verdrängerscheibe (8, 88‘, 116‘) radial ausgerichtet und mit seinem inneren Ende (26, 170, 182) starr an der Verdrängerscheibe (8, 88‘, 116‘) befestigt ist, dass der Stützhebel (30, 174, 186) federelastische Eigenschaften aufweist, und dass der Stützhebel (30, 174, 186) bezüglich der Nabenachse (10, 108, 136) der Verdrängerscheibe (8, 88‘, 116‘) mit tangentialer Ausrichtung zwischen dem äußeren Ende (28, 172, 184) des Führungshebels (24, 168, 180) und dem Verdichtergehäuse (4, 158) angeordnet sowie mit diesen beiden fest verbunden ist.
2. Spiralverdichter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Stützhebel (30, 30.1 , 30.2, 30.3, 30.4, 30.5, 30.6, 30.7, 30.8) aus Gummi oder einem anderen federelastischen Material besteht, oder dass der Stützhebel zumindest einen Abschnitt aufweist, welcher aus einem federelastischen Material besteht.
3. Spiralverdichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützhebel (30.1 ) oder der elastische Abschnitt des Stützhebels einen kreisrunden Querschnitt aufweist.
4. Spiralverdichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützhebel (30.2) oder der elastische Abschnitt des Stützhebels einen elliptischen Querschnitt aufweist und derart angeordnet ist, dass der kleinere Durchmesser (d) des elliptischen Querschnitts in Längsrichtung des Führungshebels (24) ausgerichtet ist.
5. Spiralverdichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützhebel (30.3) oder der elastische Abschnitt des Stützhebels einen quadratischen Querschnitt aufweist und derart angeordnet ist, dass zwei gegenüberliegende parallele Außenseiten (36, 36‘) der quadratischen Querschnittsfläche in Längsrichtung des Führungshebels (24) ausgerichtet sind.
6. Spiralverdichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützhebel (30.4) oder der elastische Abschnitt des Stützhebels einen quaderförmigen Querschnitt aufweist und derart angeordnet ist, dass die geringere Dicke (t) der quaderförmigen Querschnittsfläche in Längsrichtung des Führungshebels (24) ausgerichtet ist.
7. Spiralverdichter nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützhebel (30.5) oder der elastische Abschnitt des Stützhebels eine in Längsrichtung des Führungshebels (24) ausgerichtete Einschnürung (38) aufweist.
8. Spiralverdichter nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützhebel (30, 30.1 , 30.2, 30.3, 30.4, 30.5) starr an dem Führungshebel (24) und/oder dem Verdichtergehäuse (4) befestigt ist.
9. Spiralverdichter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützhebel (30, 30.1 , 30.2, 30.3, 30.4, 30.5) mittels Vulkanisation oder Spritzguss an einen Beschlag des Führungshebels (24) und/oder einem Beschlag des Verdichtergehäuses (4) angeformt ist.
10. Spiralverdichter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Stützhebel (30.9) aus einem Federblech besteht und bezüglich der Nabenachse (10) der Verdrängerscheibe (8) radial bogenförmig nach außen oder innen gewölbt ist.
1 1 . Spiralverdichter nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützhebel (30.6, 30.9) mittels einer Bolzenverbindung (44) an einem Beschlag des Führungshebels (24) und/oder an einem Beschlag des Verdichtergehäuses (4) befestigt ist.
12. Spiralverdichter nach einem der Ansprüche 2 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der Stützhebel (30.7, 30.8) gelenkig an dem Führungshebel (24) und/oder dem Verdichtergehäuse (4) befestigt ist.
13. Spiralverdichter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützhebel
(30.7) mit einer mittig zylindrischen sowie beidseitig außen V-förmig erweiterten Durchgangsöffnung (48) formschlüssig schwenkbar auf einem zentralen zylindrischen Lagerbolzen (50) des Führungshebels (24) gelagert ist, wobei der Lagerbolzen (50) achsparallel zu der Nabenachse (10) der Verdrängerscheibe (8) ausgerichtet ist.
14. Spiralverdichter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützhebel
(30.8) mit einer endseitigen Lagerachse (52) schwenkbar in einer starr an dem Führungshebel (24) und/oder dem Verdichtergehäuse (4) befestigten, achsparallel zu der Nabenachse (10) der Verdrängerscheibe (8) ausgerichteten Lagerbüchse (54) gelagert ist.
15. Zweistufiger Spiralverdichter (156), aufweisend eine erste Verdichterstufe (82) und eine zweite Verdichterstufe (110), welche jeweils eine an einer inneren Stirnwand (84, 1 12) eines Verdichtergehäuses (158) befestigte oder ausgebildete spiralförmige Statorschaufel (86, 114) sowie jeweils eine an einer Verdrängerscheibe (88‘, 1 16‘) befestigte oder ausgebildete spiralförmige Verdrängerschaufel (90, 1 18) aufweist, wobei die Statorschaufel (86, 114) und die Verdrängerschaufel (90, 118) axial ineinandergreifen sowie zwischen sich sichelförmige Druckräume (14a, 14b, 16a, 16b) begrenzen, wobei die beiden Verdrängerscheiben (88‘, 116‘) an gegenüberliegenden Enden des Verdichtergehäuses (158) drehbar auf jeweils einem Exzenterzapfen (74, 76) einer gemeinsamen Antriebswelle (72) gelagert sind sowie bei rotierender Antriebswelle (72) mittels jeweils einer Führungseinrichtung (166, 178) in einer translatorischen Orbitalbewegung geführt werden, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Führungseinrichtungen (166, 178) einen Führungshebel (168, 180) sowie einen Stützhebel (174, 186) gemäß einem der vorherigen Ansprüche aufweist.
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