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Dokumentenidentifikation DE69832569T2 13.07.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0000907024
Titel Spiralverdichter
Anmelder Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki, Kariya, Aichi, JP
Erfinder Mori, Tatsushi, Kariya-shi, Aichi-ken, JP;
Yamamoto, Shinya, Kariya-shi, Aichi-ken, JP;
Hayashi, Hiroyuki, Kariya-shi, Aichi-pref. 448-8661, JP;
Hisanaga, Shigeru, Kariya-shi, Aichi-pref. 448-8661, JP;
Ogawa, Yukio, Kariya-city, Aichi-pref. 488-8661, JP;
Takemoto, Tsuyoshi, Kariya-city, Aichi-pref. 488-8661, JP
Vertreter TBK-Patent, 80336 München
DE-Aktenzeichen 69832569
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 14.09.1998
EP-Aktenzeichen 981174121
EP-Offenlegungsdatum 07.04.1999
EP date of grant 30.11.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 13.07.2006
IPC-Hauptklasse F04C 18/02(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Spiralverdichter gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Wie in 6 gezeigt, besteht ein üblicher Spiralkörper für einen Spiralverdichter aus einem stationären Spiralkörper 1 und einem bewegbaren Spiralkörper 2. Sowohl der stationäre Spiralkörper 1 als auch der bewegbare Spiralkörper 2 bestehen jeweils aus einem im Wesentlichen scheibenförmigen Plattenelement (nicht dargestellt) und einem auf einer Oberfläche des Plattenelements ausgebildeten Spiralelement (10, 20). Der stationäre Spiralkörper 1 und der bewegbare Spiralkörper 2 sind miteinander so kombiniert, dass ihre Spiralelemente 10 und 20 miteinander in Eingriff treten. Wenn der bewegbare Spiralkörper 2 dann in einer kreisförmigen Umlaufbewegung bewegt wird, wobei er mit dem stationären Spiralkörper 1 in Berührung kommt, werden ein Paar Verdichtungskammern 31 und 32 zwischen den zwei Spiralkörpern 1 und 2 ausgebildet. Die Verdichtungskammern 31 und 32 bewegen sich ebenfalls in Richtung der Mitte der Spiralelemente 10 und 20. Entsprechend dieser Bewegung nimmt das Volumen der Verdichtungskammern 31 und 32 so ab, dass irgendein darin befindliches Kühlmittelgas verdichtet wird.

Es ist möglich, verschiedenste Abwicklungskurven als gekrümmte Linien zur Bildung der Spiralelemente 10 und 20 anzuwenden. Eine Abwicklungskurve eines Kreises, die leicht zu handhaben ist, wird jedoch allgemein verwendet. Da jedoch eine große Spannung auf einen Anfangswindungsteil (d.h. den mittleren Endteil des Spiralelements) aufgebracht wird, wird, um die mechanische Festigkeit dieses Teils zu erhöhen, die Dicke des Spiralelements vergrößert und gleichzeitig wird dieses Teil rundförmig ausgebildet, um scharfe Kanten zu vermeiden. Aus diesem Grund wird der Punkt, an dem die Abwicklungskurve sich ändert, an einer geeigneten Abwicklungskurvenwinkelposition bestimmt. Die Außenseite des Endteils des Abwicklungskurvenänderungspunktes wird in einer Abwicklungskurvenlinie ausgebildet und die mittlere Seite des Endteil des Abwicklungskurvenänderungspunktes wird in einer anderen gekrümmten Linie ausgebildet.

Weiter bestehen die Spiralkörper 1 und 2 allgemein aus einem Gussmaterial, wie z.B. einer Aluminiumlegierung, die darauf z.B. mittels Fräsen endbearbeitet wird. Die Innenwand und die Außenwand der Spiralelemente 10 und 20 werden üblicherweise endgefräst. Um weiter die mechanische Festigkeit des mittleren Endteils von üblichen Spiralkörpern 1 und 2 zu erhöhen, der einer besonders großen Belastung unterworfen ist, wird ein Fräswerkzeug einer Endfräse verwendet, das von dem Werkzeug für die anderen Abschnitte unterschiedlich ist. Wie in 8 gezeigt, wird ein Krümmungsradius R, der größer als die anderen Abschnitte ist, an einem Wurzeleckenendteil 5 ausgebildet, wo die Wandfläche auf das Plattenelement trifft, so dass es mehr verstärkt als die anderen Wurzeleckenendteile ist.

Aus diesem Grund ist die Bearbeitungsgenauigkeit der Wandfläche des mittleren Endteils nicht so gut wie bei den anderen Teilen des Spiralkörpers. Bezüglich des mittleren Endteils überschneiden sich daher die Spiralkörper infolge der Bearbeitungstoleranzen, und es besteht die Gefahr eines übermäßigen Verschleißes oder es kann eine Berührungskraft auftreten. Aus diesem Grund ist eine Hinterschneidung ausgebildet, um diese Überschneidung zu vermeiden. Für diese Hinterschneidung wird ein Ausschnitt 4 in der Innenwand des mittleren Endteils ausgebildet, wie in 7 dargestellt.

9 zeigt einen Zustand, bei dem das Spiralelement 20 des zweiten Spiralkörpers (z.B. des bewegbaren Spiralkörpers) 2 in einem Abstand entsprechend einem Umdrehungsradius relativ zu dem Spiralelement 10 des ersten Spiralkörpers (z.B. des stationären Spiralkörpers) 1 angeordnet ist.

In 9 zeigen ein Winkelbereich A1 zwischen einem Punkt a1 und einem Punkt b1 an der Wandfläche des Spiralelements 1 und ein Winkelbereich A2 zwischen einem Punkt a2 und einem Punkt b2 an der Wandfläche des Spiralelements 2 die Abschnitte der Spiralelemente 10 und 20, in denen die Belastung erhöht ist. Ein Krümmungsradius R, der größer als der der anderen Teile ist, wird bei jedem Wurzeleckenabschnitt 5 wie oben beschrieben ausgebildet (siehe 8).

In 9 sind die Punkte a21 und b21, an denen die senkrechten Linien L11 und L12 von den Punkten a1 und b1 des Spiralelements 10 das Spiralelement 20 schneiden, theoretische Punkte des zugeordneten Elements, mit denen die Punkte a1 bzw. b1 in Berührung treten, wenn die Spiralkörper 1 und 2 betrieben werden. In gleicher Weise sind die Punkte a11 und b11, an denen die senkrechten Linien L21 und L22 von den Punkten a2 und b2 des Spiralelements 20 das Spiralelement 10 schneiden, die theoretischen Punkte des zugeordneten Elements, mit denen die Punkte a2 bzw. b2 in Berührung treten, wenn die Spiralkörper 1 und 2 betrieben werden. Somit stellt in 9, wenn eine senkrechte Linie von irgendeinem Punkt der Innenwand des einen Spiralelements gezogen wird, der Punkt der Innenwand des zugeordneten Elements, an dem die senkrechte Linie schneidet, einen Punkt dar, an dem die zwei Elemente miteinander in Berührung treten.

Bei den oben beschriebenen Winkelbereichen A1 und A2 ist jedoch die Bearbeitungsgenauigkeit vermindert, da ein größerer Krümmungsradius R als für den anderen Abschnitt für den Wurzeleckenabschnitt, wie oben beschrieben, aufgebracht wird. Entsprechend wird in der Zone D, die die zwei Zonen A1 und A2 einschließt, wie mittels der gestrichelten Linie in 9 gezeigt (oder wie in der perspektivischen Ansicht von 7 gezeigt), der als Hinterschnitt verwendete Ausschnitt 4 an der Innenwand des Spiralelements 20 des zweiten Spiralkörpers 2 vorgesehen. Um den Ausschnitt 4 in den Zeichnungen von 7 und 9 besser zu verstehen, ist er vergrößert dargestellt.

8 ist eine Schnittansicht des Spiralelements 10 des ersten Spiralkörpers 1, mit dem Ausschnitt entsprechend der gestrichelten Linie in 9. Die Wanddicke dieses Teils des Spiralelements 20 ist bis zu der gestrichelten Linie hinterschnitten, so dass die Wand dünner als die theoretische Form ist. Die Bearbeitungstoleranz aufgrund der verminderten Bearbeitungsgenauigkeit wird mittels dieses Ausschnitts 4 berücksichtigt.

Bei dem oben beschriebenen üblichen Verdichter wird der Berührungszustand zwischen den zwei Spiralelementen 10 und 20 in drei Arten eingeteilt, d.h. einen Bereich, in dem ein größerer Krümmungsradius R als in den anderen Abschnitten vorliegt, der den Abschnitt darstellt, der mehr als die anderen Wurzeleckabschnitte verstärkt ist, nämlich die oben beschriebenen Abschnitte, in denen die Bearbeitungsgenauigkeit nicht gut ist, erscheinen in beiden Spiralelementen, einen Bereich, in dem die Abschnitte in einem der Spiralelemente erscheinen, und einen Bereich, in dem Abschnitte in keinem der Spiralelemente erscheinen. In 9 ist der Bereich B der Bereich, in dem die Abschnitte mit geringerer Genauigkeit mit dem Krümmungsradius R bearbeitet werden, der in beiden Spiralelementen erscheint. In diesem Fall werden die Bearbeitungstoleranzen beider Spiralelemente 10 und 20 kombiniert, um die Abschnitte mit geringerer Genauigkeit zu bewirken. Weiter sind die Bereiche C1 und C2 Bereiche, in denen die Abschnitte, die mit geringerer Genauigkeit mit dem Krümmungsradius R bearbeitet werden, auf beiden Spiralelementen 10 und 20 vorgesehen. In diesem Fall ergeben sich Fehler aufgrund der Bearbeitungstoleranzen eines der Spiralelemente. Der als Hinterschnitt dienende Ausschnitt 4 ist jedoch mit einer konstanten Hinterschnittabmessung in dem Bereich D, der die Bereiche B, C1 und C2 einschließt, ausgebildet. Aus diesem Grund würde in den Bereichen C1 und C2, wo nur eine der Bearbeitungstoleranzen auftritt, die Hinterschnittwirkung übermäßig, so dass der Spalt zwischen den zwei Spiralelementen groß ist. Hierdurch wird die Leistung des Verdichters verschlechtert. Weiter besteht eine Neigung für die Verschlechterung der Lebensdauer der Spiralelement infolge der Extraausschnitte.

Aus dem Dokument EP 0 318 189 A2 als Stand der Technik ist ein Spiralverdichter bekannt, bei dem entweder eines oder beide Spiralelemente der Spiralkörper in ihrer Dicke durch entsprechende Ausschnitte benachbart zu dem Einlassabschnitt, der den Startpunkt bildet, und benachbart zu der Auslassöffnung vermindert ist.

Das zu lösende Problem gemäß der Erfindung besteht darin, dass während des Bearbeitens besonders die Endabschnitte der Spiralelement leicht radial nach außen elastisch verbogen werden, wodurch ein Geräusch und ein übermäßiger Verschleiß erzeugt wird, wenn die beiden Spiralelemente zusammengebaut sind.

Dieses Problem wird mit einem Spiralverdichter mit den technischen Merkmalen gemäß dem Patentanspruch 1 gelöst.

Die Erfinder haben herausgefunden, dass in dem Fall, in dem verstärkte Abschnitte in einem Wurzeleckenabschnitt eines mittleren oder inneren Endabschnitts der beiden Spiralelemente vorgesehen sind, drei unterschiedliche Bereiche wie oben beschrieben geschaffen werden. Insoweit schafft die vorliegende Erfindung einen Spiralverdichter mit einer erhöhten Festigkeit und gleichzeitig einem erhöhten Wirkungsgrad.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

D.h., gemäß der vorliegenden Erfindung sind zwei miteinander in Eingriff tretende Spiralelemente so ausgelegt, dass ein Wurzeleckenabschnitt mehr als irgendeiner der anderen Wurzeleckenabschnitte verstärkt und an einem mittleren Endabschnitt der beiden Spiralelemente ausgebildet ist, wo eine große Belastung erzeugt wird, und dass in Zonen, wo die beiden Spiralelemente miteinander in Berührung treten, ein erster Hinterschnitt vorgesehen ist, wo der verstärkte Abschnitt nur in einem der Spiralelemente vorgesehen ist, und ein zweiter Hinterschnitt größer als der erste Hinterschnitt vorgesehen ist, wo der verstärkte Abschnitt in beiden Spiralelementen vorhanden ist.

In diesem Fall bedeutet „Hinterschnitt" einen Hinterschnittabschnitt an einem der Spiralelemente oder an beiden der Spiralelemente, um irgendein Überschneiden der zwei Spiralelemente an dem Berührungspunkt infolge der Bearbeitungstoleranzen aufgrund des Vorsehens des Wurzeleckenabschnitts zu vermeiden, der mehr als die anderen Wurzeleckenabschnitte, an dem mittleren Endabschnitt, wo die Spannung erhöht ist, verstärkt ist.

Mit einer derartigen Anordnung ist es möglich, den übermäßigen Hinterschnitt der üblichen Konstruktionen zu vermeiden. Ein minimaler und so weit wie möglich vertretbarer Hinterschnitt wird zwischen den zwei Spiralelementen so ausgebildet, dass die Leistung des Verdichters verbessert wird. Da ebenfalls ein übermäßiger Ausschnitt in den Spiralelementen vermieden wird, ist es möglich, die Lebensdauer zu erhöhen.

Die oben beschriebenen ersten und zweiten Hinterschnitte können in irgendeiner gewünschten Weise in beiden Spiralelementen oder nur in einem der Spiralelemente ausgebildet werden. Wenn entsprechende Hinterschnitte aus Ausschnitten an beiden Spiralelementen ausgebildet werden, wird der Ausschnittsbetrag in jedem Spiralelement jedoch vermindert. Hierdurch wird die Lebensdauer der Spiralelemente weiter erhöht. Wenn jedoch jeder Hinterschnitt so aus einem Ausschnitt an jedem Spiralelement ausgebildet wird, ändern sich jedoch die Abwicklungskurven der Spiralelemente in drei Stufen, was zu einer komplizierten Form und einer komplizierten Bearbeitung führt, Wenn der erste Hinterschnitt an einem der Spiralelemente und der zweite Hinterschnitt an dem anderen Spiralelement ausgebildet wird, verteilen sich die Ausschnitte zwischen den beiden Spiralelementen, so dass ihre Lebensdauer erhöht wird, und gleichzeitig ändern sich die Abwicklungskurven jedes Spiralelements nur in zwei Stufen, so dass die Bearbeitung erleichtert wird.

Wenn der erste und zweite Hinterschnitt durch nur in einem der Spiralelemente ausgebildete Ausschnitte gebildet wird, ergibt sich, da die Abwicklungskurven der Spiralelemente sich nicht in einer abgestuften Weise ändern, die einfachste Bearbeitung.

Wenn die Enden der Ausschnitte zur Bildung des ersten und zweiten Hinterschnitts miteinander mit gleichförmigen Linien verbunden sind, ist es möglich, eine Spannungskonzentration an den Endabschnittskanten der Ausschnitte zu verhindern, wodurch die Lebensdauer der Spiralelemente erhöht wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Es zeigen:

1 eine schematische Konstruktionsansicht zur Darstellung eines mittleren Endteils eines Spiralelements gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

2 eine schematische Konstruktionsansicht zur Darstellung eines mittleren Endteils eines Spiralelements gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

3 eine schematische Konstruktionsansicht zur Darstellung eines mittleren Endteils eines Spiralelements gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

4 eine schematische Konstruktionsansicht zur Darstellung eines mittleren Endteils eines Spiralelements gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

5 eine schematische Konstruktionsansicht zur Darstellung eines mittleren Endteils des Spiralelements gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

6 eine schematische Konstruktionsansicht zur Darstellung der Spiralkörper in einem üblichen allgemeinen Spiralverdichter;

7 eine perspektivische Ansicht eines mittleren Endteils der Spiralkörper gemäß 6;

8 eine Schnittansicht längs der Linie VIII-VIII von 7; und

9 eine schematische Konstruktionsansicht zur Darstellung eines mittleren Endteils des Spiralelements eines üblichen Spiralverdichters.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 beschrieben. Da ein Spiralverdichter gemäß der vorliegenden Erfindung einem allgemeinen Spiralverdichter mit Ausnahme der Form der zwei Spiralkörper entspricht, erfolgt die Erläuterung hinsichtlich der Form der zwei Spiralelemente gemäß der vorliegenden Erfindung. Auch in der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen wie jene der oben beschriebenen üblichen Spiralkörper gleiche Abschnitte oder Teile, so dass deren Erläuterung entfällt.

Ein Grundkonzept der vorliegenden Erfindung, das in entsprechenden Ausführungsformen gleich ist, wird vor der Beschreibung der entsprechenden Ausführungsformen erläutert.

Wie bei dem üblichen allgemeinen Verdichter wird in einem mittleren Endteil jedes der Spiralelemente 10 und 20 der Spiralkörper ein Krümmungsradius R größer als der der anderen Wurzeleckenabschnitte in einem Wurzeleckenabschnitt 5 ausgebildet, in dem die auf jeden Spiralkörper aufgebrachte Belastung verglichen mit den anderen Abschnitten erhöht ist, um einen mehr verstärkten Abschnitt als die anderen Abschnitte auszubilden.

Wenn im Folgenden die Wandfläche des Abschnitts 5 endgefräst wird, wird ein Fräswerkzeug unterschiedlich von dem Werkzeug für die anderen Abschnitte für den Abschnitt 5 verwendet, so dass es gegenwärtig unvermeidbar ist, dass der Abschnitt mit einer geringeren Genauigkeit bearbeitet wird. Um irgendein Überschneiden der zwei Spiralelemente 10 und 20 miteinander infolge des Bearbeitungsfehlers zu vermeiden, wird ein Hinterschnitt in üblicher Weise zum Zweck der Aufhebung der Bearbeitungstoleranzen ausgebildet. Entsprechend ist das Vorsehen des Hinterschnitts an sich das Gleiche wie bei dem üblichen System.

Die vorliegende Erfindung ist jedoch dadurch gekennzeichnet, wie der Hinterschnitt vorgesehen wird.

Bei dem oben beschriebenen üblichen System wird ein Hinterschnitt mit einer konstanten Abmessung für die Bereiche C1 und C2, in denen der Abschnitt, wo der Krümmungsradius R mit verminderter Bearbeitungsgenauigkeit nur in einem der Spiralelemente ausgebildet ist, das mit dem anderen in Berührung tritt, und für den Bereich B, in dem der Abschnitt des Krümmungsradius R in beiden Spiralelementen ausgebildet ist, ausgebildet. In allen folgenden Ausführungsformen sind die zwei Bereiche C1 und C2 und der Bereich B getrennt und geeignete Abschnitte werden für den Hinterschnitt vorgesehen.

In jeder der folgenden Ausführungsformen ist ein erster Hinterschnitt mit einer Abmessung, die klein genug ist, um die Bearbeitungstoleranzen eines der Spiralelemente 10 und 20 aufzunehmen, in den Bereichen C1 und C2 ausgebildet, in denen der Abschnitt mit dem Krümmungsradius R vorgesehen ist, um dadurch die Bearbeitungsgenauigkeit zu vermindern, nur in einem der Spiralteile 10 und 20 vorgesehen, die miteinander in Berührung treten, und ein großer zweiter Hinterschnitt (doppelt so groß wie der erste Hinterschnitt) mit einer Abmessung, die die Bearbeitungstoleranzen der beiden Spiralelemente 10 und 20 aufnimmt, ist in der Zone B ausgebildet, in dem der Krümmungsradius R vorgesehen ist, um die Bearbeitungsgenauigkeit zu vermindern, ist in beiden Spiralelementen 10 und 20 vorgesehen, die miteinander in Berührung treten. Auf diese Weise wird ein übermäßig großer Hinterschnitt in dem ersten Hinterschnitt vermieden.

Derartige erste und zweite Hinterschnitte sind mittels Ausschnitten in einem oder beiden der Spiralelemente 10 und 20 vorgesehen. Es besteht ein Unterschied darin, wie die Ausschnitte zwischen jeder der Ausführungsformen ausgebildet sind. In irgendeiner der Ausführungsformen wird jedoch ein großer Krümmungsradius R in einem Wurzeleckenabschnitt 5 von jedem Spiralelement 10 und 20 ausgebildet, wodurch die Lebensdauer erhöht wird. Gleichzeitig werden die ersten und zweiten Hinterschnitte in einen mit geeigneten Abmessungen ausgebildet, wodurch die Leistung des Kompressors erhöht wird.

Die folgende Beschreibung betrifft lediglich die kennzeichnenden Merkmale jeder Ausführungsform in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. In jeder der Zeichnungen sind die Ausschnitte 41 bis 44, 51, 52, 61, 62, 71, 72, 81 und 82 zur Herstellung der ersten Hinterschnitte und die Ausschnitte 45, 46, 53, 63, 73, 74 und 83 zur Herstellung der zweiten Hinterschnitte in Bezug zu ihrer tatsächlichen Größe zum Zweck der Erleichterung des Verstehens dieser Konstruktionen in den Zeichnungen vergrößert dargestellt.

1 zeigt eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der die oben beschriebenen ersten und zweiten Hinterschnitte in den Spiralelementen 10 bzw. 20 ausgebildet sind.

In 1 wird die Belastung in den Zonen an den Punkten a1 bis b1 und den Punkten a2 bis b2 in einem mittleren Endteil jedes der Spiralelemente 10 und 20 in der gleichen Weise wie bei dem üblichen System erhöht. In einem Wurzeleckenabschnitt dieses Teils ist ein größerer Krümmungsradius R als in den anderen Teilen in der gleichen Weise wie bei dem üblichen System ausgebildet. Dies trifft ebenfalls für die folgenden Ausführungsformen zu.

Entsprechend dieser und den folgenden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ist ein erster Hinterschnitt in den Bereichen C1 und C2 und der zweite Hinterschnitt in dem Bereich B ausgebildet.

Weiter sind bei dieser Ausführungsform Ausschnitte 41, 42, 43 und 44 mit einem geringen Betrag zwischen den Punkten a1 und b11 der Innenwand und zwischen den Punkten b1 und a11 der Innenwand des Spiralteils 10 und zwischen den Punkten a21 und b2 und zwischen den Punkten b21 und a2 der Innenwand des Spiralteils 20 ausgebildet. Diese Ausschnitte 41, 42, 43 und 44 bilden die ersten Hinterschnitte.

Ebenfalls sind Ausschnitte 45 und 4b, mit einem großen Betrag zwischen den Punkten b11 und b1 der Innenwand des Spiralteils 10 und zwischen den Punkten b2 und b21 der Innenwand des Spiralteils 20 ausgebildet. Diese Ausschnitte 45 und 46 bilden die zweiten Hinterschnitte.

Die Spiralkörper mit den Spiralelementen 10 und 20 entsprechend der oben beschriebenen Ausführungsform bestehen aus einer gegossenen Aluminiumlegierung und werden durch Fräsen oder Ähnlichem hergestellt. Die Innenwände der Spiralelemente 10 und 20, die die Wurzeleckenabschnitte der Innenwände und die Ausschnitte 41 bis 46 der Innenwände und der Außenwände werden gleichzeitig mittels Endfräsen bearbeitet. Ein unterschiedliches Fräswerkzeug wird zum Fräsen von von diesen Abschnitten unterschiedlichen Abschnitten verwendet.

In den Ausschnitten 41 bis 46 können die Abwicklungskurven mittels der gestrichelten Linien in 1 dargestellt werden, wenn man die Bearbeitungstoleranzen vernachlässigt. Der Unterschied zwischen den gestrichelten Linien und den ausgezogenen Linien entspricht dem Ausschnittsbetrag.

Die Größe der ausgefrästen Abschnitte kann so eingestellt werden, dass die Summe der Ausschnittsbeträge der entsprechenden Ausschnitte im Wesentlichen gleich dem Wert der Bearbeitungstoleranz ist. Bei dieser Ausführungsform ist der Ausschnittsbetrag der Ausschnitte 41 und 42 an der Seite des Spiralelements 10 gleich dem der Ausschnitte 43 und 44 an der Seite des Spiralelements 20, und der Ausschnittsbetrag des Ausschnitts 45 an der Seite des Spiralelements 10 ist der gleiche wie der des Ausschnitts 46 an der Seite des Spiralelements 20. Der Ausschnittsbetrag für beide Spiralelemente 10 und 20 kann jedoch in irgendeiner gewünschten Weise verteilt werden. Es wird darauf hingewiesen, dass die Verteilung nicht besonders auf die in dieser Ausführungsform dargestellte begrenzt ist. Da die Bearbeitungstoleranz für den Bereich B etwa doppelt so groß wie die für die Bereiche C1 und C2 ist, beträgt der Ausschnittsbetrag für die Ausschnitte 41 bis 44 des ersten Hinterschnitts etwa die Hälfte des Ausschnittsbetrags für die Ausschnitte 45 und 46 des zweiten Hinterschnitts.

Bei dieser Ausführungsform erfolgt in den zwei Bereichen C1 und C2 durch die zwei Spiralelemente 10 und 20 ein kreisförmiger Umlaufbetrieb in der Nähe oder in Berührung miteinander durch den ersten Hinterschnitt, wohingegen in dem Bereich B die zwei Spiralelemente einen kreisförmigen Umlaufbetrieb in der Nähe oder in Berührung miteinander durch den zweiten Hinterschnitt durchführen. Entsprechend befindet sich in den Bereichen C1 und C2 kein überflüssiger Hinterschnitt und es wird nur der erforderliche minimale Hinterschnitt entsprechend den Bearbeitungstoleranzen ausgebildet. Somit wird die Leistung des Verdichters erhöht. Da die Ausschnitte in den zwei Spiralelementen verteilt sind, werden ebenfalls die entsprechenden Ausschnittsbeträge in beiden Spiralelementen vermindert. Entsprechend wird eine Verminderung der Wanddicke der Spiralelemente minimal und die Lebensdauer der Spiralelemente 10 und 20 erhöht.

Hinsichtlich der zwei Spiralelemente 10 und 20 ist, da die Umlaufkurven schrittweise für die den ersten Hinterschnitt bildenden Ausschnitte 41 bis 44 und für die den zweiten Hinterschnitt bildenden Ausschnitte 45 und 46 schrittweise geändert werden müssen, die Herstellung schwierig im Vergleich zu der im Folgenden beschriebenen zweiten Ausführungsform.

2 zeigt die zweite Ausführungsform, die sich in der Herstellung der Ausschnitte für die ersten und zweiten Hinterschnitte unterscheidet. In 2 besteht der erste Hinterschnitt aus einem Ausschnitt 51 zwischen den Punkten a1 und b11 an der Wand des Spiralelements 10 und einem Ausschnitt 52 zwischen den Punkten b1 und a11 auf der Wand des Spiralelements 20, wobei jedoch das Spiralelement 20 nicht bearbeitet wird. Der Ausschnittsbetrag für jeden Ausschnitt 51 und 52 wird durch Addieren der Ausschnittsbeträge jedes der Ausschnitte 41 und 43 (oder durch Addieren der Beträge jedes der oben beschriebenen Ausschnitte 42 und 44) erhalten.

Andererseits besteht der zweite Hinterschnitt aus einem Ausschnitt 53 zwischen den Punkten b2 und b21 an der Wand des Spiralteils 20, wobei das Spiralteil 10 nicht bearbeitet wird. Weiterhin erhält man den Ausschnittsbetrag des Ausschnitts 53 durch Addieren der Beträge für die oben beschriebenen Ausschnitte 45 und 46.

Im Fall der zweiten Ausführungsform können Ausschnitte mit dem gleichen Ausschnittsbetrag für jedes Spiralelement vorgesehen sein, im Vergleich zur ersten Ausführungsform, wodurch die Änderungen der Abwicklungskurven zur Bildung jedes der Spiralelemente vermindert werden, wodurch die Herstellung der Spiralelemente vereinfacht wird.

Es ist ebenfalls möglich, die Abschnitte, in denen die Ausschnitte vorgesehen sind, umzukehren, indem man sie symmetrisch gegeneinander in den Spiralelementen vorsieht. Es ist nämlich möglich, die Ausschnitte 51 und 52 zur Bildung des ersten Hinterschnitts zwischen den Punkten a21 und b2 an der Innenwand und den Punkten b21 und a2 an der Innenwand auf der Seite des Spiralelements 20 und die Ausschnitte 53 für den zweiten Hinterschnitt zwischen den Punkten b11 und b1 an der Innenwand an der Seite des Spiralelements 10 vorzusehen, um die gleiche Wirkung wie oben beschrieben zu erhalten.

3 zeigt eine dritte Ausführungsform, in der die Ausschnitte zur Bildung der Hinterschnitte nur auf der Seite des Spiralelements 20 vorgesehen sind. Die Ausschnitte 61 und 62 zur Bildung des ersten Hinterschnitts sind zwischen den Punkten a21 und b2 an der Innenwand und zwischen den Punkten b21 und a2 an der Wand des Spiralteils 20 vorgesehen. Der Ausschnittsbetrag der Ausschnitte 61 und 62 ist gleich wie der Ausschnittsbetrag 51 und 52 der oben beschriebenen zweiten Ausführungsform.

Der Ausschnitt 63 zur Bildung des zweiten Hinterschnitts wird zwischen den Punkten b2 und b21 an der Innenwand des Spiralelements 20 ausgebildet. Der Ausschnittsbetrag des Ausschnitts 63 ist gleich dem des Ausschnitts 53 der oben beschriebenen Ausführungsform.

Bei dieser Ausführungsform sind die Ausschnitte 61, 62 und 63 nur in dem Spiralelement 20 ausgebildet. Es ist nicht erforderlich, irgendeinen Ausschnitt in dem anderen Spiralelement 10 vorzusehen. Die Bildung der Abwicklungskurve auf dem Spiralelement 10 wird vereinfacht, so dass die Herstellung der Spiralelemente erleichtert wird.

Auch wenn die Ausschnitte nicht in dem Spiralelement 20, sondern symmetrisch gegenüber in dem Spiralelement 10 ausgebildet werden, ist es möglich, den gleichen oben beschriebenen Effekt zu erreichen.

4 zeigt eine vierte Ausführungsform, bei der der Ausschnitt nur in dem Spiralelement 20 zur Bildung des ersten Hinterschnitts und die Ausschnitte zur Bildung der zweiten Hinterschnitte in dem Spiralelement 10 und in dem Spiralelement 20 verteilt sind.

In 4 bezeichnen die Bezugszeichen 71 und 72 Ausschnitte zur Bildung des ersten Hinterschnitts zwischen den Punkten a21 und b2 an der Innenwand und zwischen den Punkten b21 und a2 an der Innenwand des Spiralelements 20. Ebenfalls ist der Ausschnittsbetrag gleich dem der Ausschnitte 61 und 62 der oben beschriebenen dritten Ausführungsform.

Die Bezugszeichen 73 und 74 bezeichnen Ausschnitte zur Bildung des zweiten Hinterschnitts, der zwischen den Punkten b2 und b21 an der Innenwand des Spiralelements 20 und zwischen den Punkten b11 und b1 an der Innenwand des Spiralelements 10 ausgebildet sind. Der Ausschnittsbetrag dafür ist der gleiche wie bei den oben beschriebenen Ausschnitten 71 und 72. Entsprechend werden die Ausschnitte 71 und 72 für den ersten Hinterschnitt und die Ausschnitte 73 für den zweiten Hinterschnitt hintereinander in Serie ausgebildet.

Im Fall dieser Ausführungsform wird die Form der Abwicklungskurve für das Spiralelement vereinfacht und somit die Herstellung desselben erleichtert. Da kein abgestufter Abschnitt zwischen den Ausschnitten 71 und 72 zur Bildung des ersten Hinterschnitts und dem Ausschnitt 73 zur Bildung des zweiten Hinterschnitts vorliegt, wird die mechanische Festigkeit des Spiralelements 20 erhöht. Da weiter die Ausschnittsbeträge der Ausschnitte 73 und 74 zur Bildung des zweiten Hinterschnitts zwischen den zwei Spiralelementen verteilt sind, wird eine Verminderung der mechanischen Festigkeit der Spiralelemente vermieden.

Auch wenn diese Ausschnitte symmetrisch umgekehrt zwischen den Spiralelementen 10 und 20 vorgesehen sind, ist es möglich, die gleiche Wirkung zu erzielen.

5 zeigt eine fünfte Ausführungsform, bei der die Enden der entsprechenden Ausschnitte entsprechend der dritten Ausführungsform miteinander und in der Innenwand über gleichförmige gekrümmte Linien verbunden sind. Die Ausschnitte 81 und 82 zur Bildung des ersten Hinterschnitts entsprechen den Ausschnitten 61 und 62 von 3 und der Ausschnitt 83 zur Bildung des zweiten Hinterschnitts entspricht dem Ausschnitt 63 von 3. Die Enden der entsprechenden Ausschnitte 81 und 83 sind miteinander und in der Innenwand über gleichförmige gekrümmte Linien 811, 812, 821 und 822 verbunden. Eine Spannungskonzentration auf jedem Ende der entsprechenden Ausschnitte 81 bis 83 wird vermindert und die mechanische Festigkeit des Spiralelements 20 erhöht.

Es ist ebenfalls möglich, eine umgekehrte symmetrische Anordnung zwischen den Spiralelementen 10 und 20 vorzusehen, um die gleiche Wirkung zu erzielen.

Gemäß der ersten bis fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann ein übermäßiger Hinterschnitt wie bei dem üblichen System vermieden werden, und man erhält einen geeigneten Hinterschnitt zwischen den zwei Spiralelementen. Entsprechend ist es möglich, die Leistung des Kompressors zu erhöhen. Ebenfalls wird die Lebensdauer der Spiralelemente verlängert.

Gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, zusätzlich zu den oben beschriebenen Wirkungen, da die in den zwei Spiralelementen ausgebildeten Ausschnitte den ersten und zweiten Hinterschnitt bilden, den Ausschnittsbetrag für jedes Spiralelement zu vermindern und die Lebensdauer der Spiralelemente zu verlängern.

Gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Ausschnitte zwischen den beiden Spiralelementen verteilt, da der erste Hinterschnitt in einem der Spiralelemente und der zweite Hinterschnitt in dem anderen der Spiralelemente bearbeitet wird, wodurch die Lebensdauer der Spiralelemente verlängert und gleichzeitig die Abwicklungskurven für jedes der Spiralelemente in zwei Schritten verändert wird. Dies macht es möglich, leicht die Spiralelemente zu bearbeiten.

Gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es nicht erforderlich, die Abwicklungskurven des anderen Spiralelements schrittweise zu ändern, da die ersten und zweiten Hinterschnitte nur in einem der Spiralelemente ausgebildet sind, wodurch es einfacher ist, die Spiralelemente zu bearbeiten.

Gemäß der fünften Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, da die Enden der Ausschnitte zur Bildung des ersten und zweiten Hinterschnitts miteinander über gleichförmige Linien verbunden sind, eine Spannungskonzentration an den Endabschnittsrändern der Ausschnitte zu vermeiden und weiter die Lebensdauer des Spiralelements zu erhöhen.

Verschiedene Einzelheiten der Erfindung können verändert werden, ohne sich vom Schutzumfang der Erfindung zu entfernen. Die obige Beschreibung der Ausführungsformen gemäß der Erfindung dient lediglich zur Darstellung und nicht zur Begrenzung der Erfindung, wie sie in den beigefügten Ansprüchen und ihren Äquivalenten wiedergegeben ist.


Anspruch[de]
  1. Spiralverdichter, in dem zwei Spiralkörper mit für eine kreisförmige Umlaufbewegung miteinander in Eingriff tretende und sich dabei gegenseitig berührende Spiralelemente aufweisen, wobei ein verstärkter Abschnitt in einem Wurzeleckenabschnitt eines inneren Endabschnitts der beiden Spiralelemente, wo eine große Spannung erzeugt wird, vorgesehen sind, wobei der Wurzeleckenabschnitt des inneren Endabschnitts stärker als die anderen Wurzeleckenabschnitte der Spiralelemente verstärkt ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Hinterschnitt und ein zweiter Hinterschnitt in den durch die Berührung zwischen dem inneren Endabschnitt der Spiralelemente gebildeten Bereichen vorgesehen sind, dass der erste Hinterschnitt vorgesehen ist, wo der verstärkte Abschnitt nur in einem der Spiralelemente vorgesehen ist, und dass der zweite Hinterschnitt vorgesehen ist, wo der verstärkte Abschnitt in beiden Spiralelementen vorgesehen ist, wobei der zweite Hinterschnitt größer als der erste Hinterschnitt ist.
  2. Spiralverdichter nach Anspruch 1, wobei der erste bzw. der zweite Hinterschnitt aus in den beiden Spiralelementen gebildeten Ausschnitten gebildet ist.
  3. Spiralverdichter nach Anspruch 1, wobei der ersten Hinterschnitt aus einem in dem einen der Spiralelemente gebildeten Ausschnitt besteht, und der zweite Hinterschnitt aus einem in dem anderen der Spiralelemente gebildeten Ausschnitt besteht.
  4. Spiralverdichter nach Anspruch 1, wobei der erste und zweite Hinterschnitt aus einem nur in einem der Spiralelemente gebildeten Ausschnitt besteht.
  5. Spiralverdichter nach Anspruch 1, wobei die Enden des ersten und zweiten Hinterschnitts aus sich gleichförmig, ohne irgendeinen abstuften Abschnitt gebildeten Linien gebildet sind.
  6. Spiralverdichter nach Anspruch 1, wobei der in mindestens einem Wurzeleckenabschnitt vorgesehene verstärkte Abschnitt gekrümmt ist.
  7. Spiralverdichter nach Anspruch 1, wobei der innere Endabschnitt der Spiralelemente größer als das übrige Spiralelement ausgebildet ist.
Es folgen 7 Blatt Zeichnungen






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