DE3519244C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rotationskolbenmaschine der Spiralbauart, umfassend eine stationäre Spirale, eine auf einer Kreisbahn umlaufende Spirale, die mit der stationären Spirale in Eingriff ist, eine Einrichtung zur Verhinderung der Drehung der umlaufenden Spirale um ihre Achse, eine Exzenterwelle zum Antrieb der umlaufenden Spirale auf ihrer Kreisbahn und ein Axialgleitlager zur Abstützung einer Stirnplatte der umlaufenden Spirale.

Eine Rotationskolbenmaschine dieser Gattung ist aus DE 32 48 407 A1 bekannt. Dort ist jedoch die umlaufende Spirale bei Auftreten stärkerer Kräfte nicht hinreichend gegen Verformungen geschützt. Auch ist dort die Schmierung der Lager nicht vollkommen.

Ferner ist aus EP 00 77 214 A1 ein Rotationskolbenverdichter bekannt mit einem stationären Spiralelement, einem umlaufenden Spiralelement, einer Einrichtung zur Verhinderung der Drehung dieses Spiralelementes, einer angetriebenen Kurbelwelle und einem durch Kugeln gebildeten Schublager zur Aufnahme einer am umlaufenden Spiralelement wirksamen Axialkraft.

Aus DE 32 18 468 A1 ist ein Axial-Kippsegment-Gleitlager bekannt, das mehrere Kippsegmente und Einrichtungen zur Verhinderung von Drehbewegungen sowie ein das Axiallager umgebenden Ringteil aufweist. Eine ähnliche Lageranordnung zeigt US 31 97 264, bei der zwischen benachbarten Kippsegmenten Teile vorgesehen sind, welche eine Drehung verhindern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rotationskolbenmaschine der eingangs genannten Gattung derart auszubilden, daß mögliche Verformungen der umlaufenden Spirale aufgefangen werden und eine sichere Schmierung gewährleistet ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Darin zeigt

Fig. 1 das Arbeitsprinzip einer gattungsgemäßen Rotationskolbenmaschine,

Fig. 2 eine gattungsgemäße Rotationskolbenmaschine im Schnitt,

Fig. 3 Teile einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rotationskolbenmaschine im Schnitt,

Fig. 4 den Gegenstand von Fig. 3 in perspektivischer Darstellung,

Fig. 5 Teile des Gegenstandes von Fig. 3 in vergrößertem Maßstab in perspektivischer Darstellung,

Fig. 6 ein Segment und ein unteres Teil des Gegenstandes von Fig. 3 in vergrößertem Maßstab in perspektivischer Darstellung,

Fig. 7 Ölnuten im Segment gemäß Fig. 6,

Fig. 8 Ölnuten in der beweglichen Spirale des Gegenstandes von Fig. 3,

Fig. 9 Teile einer weiteren Ausführungsform der Erfindung bei Anordnung eines Schublagers an einer hinteren Fläche der umlaufenden Spirale im Schnitt,

Fig. 10 Teile einer weiteren Ausführungsform der Erfindung bei Anordnung eines Schublagers an einem Außenumfang der umlaufenden Spirale im Schnitt,

Fig. 11 Teile einer weiteren Ausführungsform der Erfindung bei Anordnung eines Schublagers an beiden Seiten der umlaufenden Spirale im Schnitt,

Fig. 12 Teile einer weitere Ausführungsform der Erfindung im Schnitt,

Fig. 13A ein Schublagerkissen einer weiteren Ausführungsform der Erfindung in Seitenansicht,

Fig. 13B den Gegenstand von Fig. 13A in Draufsicht und

Fig. 14 Teile einer weiteren Ausführungsform der Erfindung im Schnitt.

Zum besseren Verständnis der nachfolgend beschriebe­ nen Ausführungsformen der Erfindung wird zunächst der wesentliche Aufbau einer gattungsgemäßen Maschine näher erläutert.

Grundlegende Bauteile eines Spiralverdichters, der ein typisches Beispiel einer gattungsgemäßen Ma­ schine ist, sind in Fig. 1 dargestellt, in welcher mit dem Bezugszeichen 1 eine stationäre Spirale, mit 2 eine umlaufende Spirale, mit 3 eine Austritts­ öffnung, mit 4 Kompressions- bzw. Verdichtungskammern, mit O ein fester Punkt an der Stationären Spirale, und mit O′ ein fester Punkt an der umlaufenden Spirale be­ zeichnet sind. Die stationäre Spirale 1 und die umlau­ fende Spirale 2 sind aus Windungen gebildet, welche den gleichen Umfang haben und aus einer Kombination aus Evolventenbögen oder dgl. gebildet sind, wie dies bekannt ist.

Im Betrieb werden die umlaufende Spirale 2 und die sta­ tionäre Spirale 1 so zusammengebaut, wie es in Fig. 1 dargestellt ist. Die umlaufende Spirale 1 wird in einer Umlaufbewegung bewegt, ohne daß sie ihre Winkellage än­ dert, was bedeutet, daß sie über die Winkel 0°, 90°, 180° und 270° umläuft, wie es in Fig. 1 dargestellt ist. Mit der Umlaufbewegung der umlaufenden Spirale 2 wer­ den die Volumina von sichelförmigen Kompressionskammern 4, die zwischen den Windungen der stationären Spirale 1 und der umlaufenden Spirale 2 gebildet sind, aufeinan­ derfolgend verkleinert, um Fluid anzusaugen und zu ver­ dichten. Das verdichtete Fluid wird in Richtung gegen die Mitte bewegt und durch die Austrittsöffnung 3 hin­ durch abgegeben. Während dieses Arbeitsvorganges wird der Abstand zwischen den festen Punkten O und O′ kon­ stant gehalten, und dieser Abstand ist ausgedrückt durch

worin p und t die Spaltlänge zwischen den Windungen bzw. die Dicke der Windungen wiedergeben. In diesem Fall entspricht p der Steigung der Windungen.

Nachstehend werden die Konstruktion eines solchen Spi­ ralverdichters und seine Arbeitsweise im einzelnen be­ schrieben.

Fig. 2 zeigt ein Beispiel eines solchen Spiralkompres­ sors oder Spiralverdichters, der in einer Kühlanlage oder einer Klimaanlage verwendet werden kann und der von der sogenannten halbgeschlossenen Art ist. In Fig. 2 be­ zeichnet das Bezugszeichen 1 eine stationäre Spirale, 2 eine umlaufende Spirale, die mit der stationären Spi­ rale zusammengebaut ist, 3 eine Austrittsöffnung, 4 Kom­ pressionskammern, 55 eine Welle der umlaufenden Spirale, 6 eine Kurbelwelle mit einem exzentrischen Loch 42, in welches die Welle 55 der umlaufenden Spirale eingepaßt ist, um die umlaufende Spirale 2 umlaufen zu lassen, 7 einen Lagerträger für die umlaufende Spirale 2, 8 den Rotor eines Elektromotors, 9 dessen Stator, 10 ein er­ stes Ausbalancierelement, 11 ein zweites Ausbalancier­ element, 12 einen Keil I zum sicheren Befestigen des ersten Ausbalancierelementes 10 an der Kurbelwelle 6, 13 ein Abstandsstück, 14 einen Keil II zum sicheren Be­ festigen des Rotors 8 an der Kurbelwelle 6, 15 eine Scheibe I, 16 eine Antidrehungs-Scheibe, 17 eine Rotor­ befestigungsmutter, 18 ein Rührorgan, 19 Bolzen I zum Befestigen des zweiten Balancier- oder Ausgleichsele­ mentes 11 an einem Stirnring 75 des Rotors 8, 20 eine Abgabekammer, die mit der Austrittsöffnung 3 verbunden ist, 21 Bolzen II zum Befestigen der Abgabekammer 20, der stationären Spirale 1, der umlaufenden Spirale 2 und des Lagers 7 an einem Mantel 23, 22 einen O-Ring, 24 Bolzen zum Befestigen des Stators, 25 eine Scheibe II, 26 einen Tragring, 27 eine Bodenplatte, 28 ein in der Bodenplatte 27 gebildetes Loch, 29 bis 32 Schrauben- Blindbohrungen I, II, III und IV, 33 ein Ölloch, 34 eine Oldham-Kupplung bzw. Kreuzklauenkupplung, um zu verhin­ dern, daß die umlaufende Spirale 2 sich um ihre Achse dreht, 35 ein Schublager, welches in dem Lager 7 zusam­ mengefügt ist, 36 eine Metallagerhülse I zum Verringern der Reibung zwischen dem exzentrischen Loch 42 und der Welle 55 der umlaufenden Spirale 2, 37 eine Metallager­ hülse II zum Verringern der Reibung zwischen der Kurbel­ welle 6 und dem Lager 7, 38 einen Schubaufnehmer zum Auf­ nehmen der Schubkraft an einem abgestuften Teil der Kur­ belwelle 6, 39 eine Metallagerhülse III zum Verringern der Reibung zwischen einem Endteil der Kurbelwelle 6 und der Bodenplatte 27, 40 einen hermetischen Anschluß I, 41 einen hermetischen Anschluß II und 42 ein exzentri­ sches Loch der Kurbelwelle 6.

Die Arbeitsweise des Spiralverdichters gemäß Fig. 2 wird nunmehr summarisch erläutert.

Wenn Dreiphasen-Wechselstrom über den Anschluß 41 an den Stator 9 angelegt wird, wird in dem Rotor 8 ein Drehmoment erzeugt, durch welches die Kurbelwelle 6 ge­ dreht wird. Die Drehbewegung der Kurbelwelle 6 wird über eine Welle der beweglichen Spirale 2, die in dem ex­ zentrischen Loch 42 der Kurbelwelle 6 angeordnet ist, auf die bewegliche oder umlaufende Spirale 2 übertragen, und die letztere läuft mit Hilfe der Kupplung 34 um, die an dem Lagerträger 7 angebracht ist, was zu einem Kom­ pressions- oder Verdichtungsvorgang gemäß Fig. 1 führt. Gas, beispielsweise Freon, wird durch das Loch 28 in der Bodenplatte 27, den Luftspalt zwischen dem Rotor 8 und dem Stator 9 und durch einen Spalt zwischen dem Sta­ tor 9 und dem Mantel 23 in eine Eintrittsöffnung des Lagerträgers 7 gesaugt. Das Gas strömt dann durch einen Verbindungsdurchgang zur Kompressionskammer 4 zwischen der umlaufenden Spirale 2 und der stationären Spirale 1.

Ein Schmierölzufuhrsystem für die Einheit umfaßt einen nicht dargestellten Ölseparator, der in der Abgabekammer 20 aufgenommen sein kann. Von dem Separator abgetrenntes Öl fließt durch das Ölloch 33, welches in der stationären Spirale 1 gebildet ist, und durch das Ölloch 33, welches in dem Lagerträger 7 gebildet ist, zu der Metallagerhül­ se II 37 und dann durch das in Fig. 10 sichtbare Ölloch 33 und die Ölnuten I 62 und II 63 zu dem Schublager 35, der Metallagerhülse III 39 und dem Schubaufnehmer 38. Ein Teil des Öles von dem Schublager 35 wird zusammen mit dem Gas in die Verdichtungskammer genommen. Aus dem Schubaufnehmer 38 und der Metallagerhülse III 39 flie­ ßendes Öl fließt in das Innere des Mantels 23 und wird in einem Ausmaß zerstäubt, welches von der Fließrate des Gases und der Wirkung des Rührers 18 abhängt. Das zerstäubte Öl wird zusammen mit dem Gas in die Verdich­ tungskammer gebracht. Öl in der Verdichtungskammer 4 füllt radiale und axiale Spalte zwischen einer Windung der stationären Spirale 1 und einer Windung der beweglichen Spirale 2, um auf diese Weise das Aus­ lecken von Gas zu minimieren. Öl aus dem Schublager 35 schmiert die betreffenden Gleitflächen der Teile der Kreuzklauenkupplung 34. Öl, welches auf diese Weise in die Abgabekammer 20 eintritt, wird von dem Separator wiederum abgetrennt und mittels des Druckes des austre­ tenden Gases zu der Ölzufuhrleitung gefördert. Anderer­ seits läuft Öl, welches von dem Ölseparator nicht abge­ trennt worden ist, durch den Verdichter mit dem Kühl­ mittel (wenn der Verdichter beispielsweise in einer Kühl­ anlage oder einer Klimaanlage verwendet wird) um und wird zusammen mit dem Gas zu dem Loch 28 zurückgeführt. Es ist auch möglich, einen Ölseparator außerhalb der Abgabekam­ mer 20 vorzusehen.

Ein Schutzstromkreis, der an die Statorwicklung angeschlossen ist, stellt jedwede Überla­ stung des Stators 9 oder einen nicht normalen Temperatur­ anstieg fest, um die Dreiphasen-Wechselstromquelle abzu­ schalten, welche die Statorwicklung speist.

Der Rührer 18 ist an einem Endring des Rotors 8 befestigt und dient als ein Zentrifugalgebläse, um das Schmieröl zu rühren und zu zerstäuben bzw. zu zerspritzen, welches sonst das Bestreben haben würde, im Boden des Mantels 23 stehen zu bleiben, so daß der Rührer 18 dahingehend wirkt, daß das Öl zusammen mit dem strömenden Gas erneut verwendet wird. Der Rührer 18 kann in Form eines Zentrifugalgeblä­ ses vorgesehen sein mit ebenen Flügeln, Schaufeln oder Rippen, und er kann durch einen einfachen Preßvorgang hergestellt sein.

Bei dem gattungsgemäßen Spiralverdichter werden die Öl­ nuten in der Fläche des Schublagerträgers 7 gebildet. In einem solchen Fall kann ein Ölfilm bzw. eine Ölmembran, die zwischen der hinteren Fläche der beweglichen Spirale 2 und der ebenen Fläche des Schublagerträgers 7 gebildet ist, nicht die gewünschte Keilgestalt haben, so daß die Belastbar­ keit des Verdichters relativ klein ist. Wenn weiterhin die bewegliche Spirale 2 durch eine Schubkraft verformt wird, kann der ebene Schublagerträger 7 einer solchen Verformung nicht folgen, wodurch bewirkt wird, daß die Last von dem Innenumfang des Schublagerträgers 7 aufge­ nommen wird.

Wenn weiterhin bei der gattungsgemäßen hydraulischen Spiral­ maschine gemäß vorstehender Beschreibung die Schubbela­ stung, die durch die bewegliche Spirale 2 angelegt wird, übermäßig groß wird, wird nur ein sehr kleiner Schmieröl­ film bzw. eine sehr kleine Schmierölmembran zwischen der hinteren Fläche der beweglichen Spirale 2 und dem Schub­ lagerträger 7 hervorgerufen, was zu einem Ölverbrauch führt. Dies tritt auf, weil das Schublager eben ist.

Wenn weiterhin die bewegliche Spirale 2 durch eine Schubkraft verformt wird, kann der Lagerträger 7 einer solchen Verformung nicht folgen, so daß demgemäß die Schubbelastung lediglich von einem Teil des Schublager­ trägers 7 aufgenommen wird. In jedem Fall muß bei der bekannten Ausführung ein Ölbehälter für Reserveschmier­ öl am Umfang des Schublagerträgers 7 vorgesehen sein, wodurch die Ausführung sehr kompliziert wird.

Nachfolgend werden erfindungsgemäße Ausführungs­ formen beschrieben.

In Fig. 3 bezeichnen 2 eine umlaufende Spirale, 6 eine Kurbelwelle, die als Antriebsquelle für die bewegliche Spirale 2 wirkt, 7 einen Lagerträger, 34 eine Kreuzklauenkupplung, um zu verhindern, daß die bewegliche Spirale 2 sich um ihre Achse dreht, 36 eine Metallagerhülse I zum drehbaren Abstützen der Welle 55 der umlaufenden Spirale 2, und 37 eine Metallagerhülse II zum Verringern der Reibungskräfte zwischen dem Lager­ träger 7 und der Kurbelwelle 6. Die Welle 55 der umlau­ fenden bzw. sich auf einer Kreisbahn bewegenden Spirale 2 ist in einem Loch 42 angeordnet, welches in der Kur­ belwelle 6 exzentrisch gebildet ist. Mit dem Bezugszei­ chen 101 ist ein Schwenkkissen-Schublager, mit 102 ein Kugelschwenklager, mit 103 eine Metallagerhülse, die da­ zu verwendet wird, die Reibung zu minimieren, mit 104 eine Scheibe, deren Fläche gehärtet ist, um eine konzen­ trierte Belastung des Kugelschwenkpunktes 102 aufzuneh­ men, mit 105 ein Ölreservoir, dessen Wandhöhe im wesent­ lichen gleich der Wandhöhe des Schwenkkissen-Schublagers 101 ist, und mit 106 ein Antidrehungs-Teil für das Schub­ lager 101 bezeichnet.

Wird bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 angenommen, daß die Maschine beispielsweise als ein abgedichteter oder abge­ schlossener Kühlkompressor oder Kühlverdichter benutzt wird unter Anwendung niedrigen Drucks, so wird, wenn die bewegliche Spirale 2 einer Bahn gemäß Fig. 1 folgt, eine abwärtswirkende Schubkraft erzeugt, die auf das Schubla­ ger 101 übertragen wird. Da die bewegliche Spirale 2 sich nicht dreht, sondern umläuft, ist die Bildung des Ölfilmes an der metallenen Lagerfläche des Schublagers 101 anders als herkömmlich. Insbesondere kann bei der Ausführung gemäß der Erfindung ein keilförmiger Öl­ film auftreten selbst im Fall einer Umlaufbewegung. Wenn demgemäß das Schwenkkissen-Schublager 101 sich gering­ fügig verschwenkt, wobei die Kugelschwenkstelle 102 als Schwenkpunkt wird, wird ein keilförmiger Ölfilm (Schmierkeil) derart gebildet, daß die Schublast von dem durch den Film er­ zeugten Öldruck getragen oder abgestützt wird. Die Dre­ hung des Schublagers 101 um die Kugelschwenkstelle 102 ist durch den Antidrehungs-Keil 106 verhindert. Wenn eine große Schubkraft an die Fläche angelegt wird, mit wel­ cher die Kugelschwenkstelle 102 sich in Berührung be­ findet, verhindert die Scheibe 104, die eine gehärtete Fläche hat, daß der Lagerträger 7 verformt wird. Weiter­ hin ist, um die Gleitfläche des Lagermetalls 103 des Schwenkkissen-Schublagers 101 zu glätten, eine Ring­ wand, deren Höhe im wesentlichen die gleiche wie die­ jenige des Schublagers 101 ist, derart vorgesehen, daß sie das Schublager umgibt, wobei auf diese Weise das Ölreservoir oder der Ölbehälter 105 gebildet ist.

Fig. 4 ist eine schaubildliche Ansicht des Lagerträ­ gers 7 gemäß Fig. 3. Wei aus Fig. 4 ersichtlich, ist das Schublager 101 aus einer Mehrzahl von Kissen zusam­ mengesetzt, so daß das Schublager 101 eine Winkelsteif­ heit hat, selbst wenn ein Umdrehmoment auf die bewegli­ che Spirale 2 wirkt. Für diesen Zweck sollte die Anzahl der Kissen wenigstens drei betragen.

Um die umlaufende Spirale 2 abzustützen, ist das Schub­ lager 101 mit dem Antidrehungs-Teil 106 versehen, um de­ ren Bewegung entlang des Umfanges bzw. in Umfangsrich­ tung zu verhindern. Für diesen Zweck sind wenigstens zwei solcher Teile 106 für jedes Kissen erforderlich. Um die Anzahl der Teile 106 zu verringern, wird üblicher­ weise jeder Teil 106 gemeinsam für zwei benachbarte Kis­ sen verwendet, wie es aus Fig. 5 ersichtlich ist. Die Ausführung jedes Kissens ist in Fig. 6 im einzelnen dargestellt.

Wie aus Fig. 6 ersichtlich, ist jedes Kissen an seiner Hinterfläche mit einer Kugelschwenkstelle 102, und an seinen gegenüberliegenden Endteilen mit Antidrehungs­ Nuten 107 versehen. Um weiterhin die Zufuhr von Öl zu verbessern, liegen die kleinere der Umfangslängen und die radiale Länge vorzugsweise in einem Bereich zwischen dem Radius bis et­ wa dem vierfachen des Radius der Umlaufbahn. Wenn das Schublager 101 im Vergleich zu diesem Radius be­ trächtlich groß ist, ist es erwünscht, Ölnuten 108 in der Kissenfläche zu bilden, um die Ölzufuhr zu verbes­ sern, wie es in Fig. 7 dargestellt ist. Alternativ kann die gleiche Wirkung erhalten werden durch die Schaffung von Ölnuten 108 in der Hinterfläche der umlau­ fenden Spirale 2, wie es in Fig. 8 dargestellt ist. Das Muster der Ölnuten 108 ist nicht auf das in den Fig. 7 und 8 dargestellte radiale Muster begrenzt. Gitter- oder Netzmuster oder Kreismuster können mit ähnlichen Wirkungen verwendet werden.

Obwohl bei der dargestellten Ausführungsform das Schub­ lager 101 an dem Lagerträger 7 angeordnet ist und die Hinterfläche der umlaufenden Spirale 2 abstützt, ist es möglich, das Schublager 101 an der Hinterfläche der umlaufenden Spirale 2 sicher zu befestigten, wie es in Fig. 9 dargestellt ist. Bei einer solchen Ausführungs­ form läuft das Schublager 101 zusammen mit der Spirale 2 um bzw. bewegt sich zusammen mit dieser auf der ent­ sprechenden Bahn.

Fig. 10 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei welcher das Schwenkkissen-Schublager 101 an dem La­ gerträger 7 derart angeordnet ist, daß es den Außenum­ fang der beweglichen Spirale 2 auf der Seite der statio­ nären Spirale 1 abstüzt. Diese Ausführungsform ist wirk­ sam, einen Rückdruck oder Gegendruck an die bewegliche Spirale 2 anzulegen und eine Schubkraft in Richtung gegen die stationäre Spirale 1 zu erzeugen, wenn die Maschine als abgeschlossener oder halbabgeschlossener Kompressor mit einem Hochdruckmantel verwendet wird.

Fig. 11 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei welcher beide Flächen der beweglichen Spirale 2 von den Schub­ lagern 101 abgestützt sind, um dadurch Schubkraft oder Schub in jeder Richtung aufzunehmen.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 12 dargestellt.

Dort sind mit 101′ ein Schublagerkissen, mit 103 eine Metallagerhülse, um die Reibungskraft zwischen den Schublagern zu minimieren, mit 102 eine Kugelschwenk­ stelle, mit 55 eine Welle der beweglichen Spirale 2, mit 201 bzw. 202 eine radialinnere bzw. eine radialäu­ ßere Seitenwand einer ringförmigen Nut, die in dem Lager­ träger 7 gebildet ist, um ein Schmieröl aufzunehmen und zu halten, und mit 119 ein Metallsitz bezeichnet, dessen Oberflächenhärte derart gewählt ist, daß sie geeignet ist, die Belastung der Kugellagerstelle 102 konzentrisch aufzunehmen. Das Schwenkkissen-Schublager gemäß dieser Ausführungsform ist von der ringförmigen Nut abgestützt, die durch die Seitenwände 201 und 202 gebildet ist, und es ist derart gestaltet, daß es eine Schublast von der Basisplatte der beweglichen Spirale 2 aufnimmt, während es sich radial und in Umfangsrichtung verschwenkt.

Fig. 13A ist eine Seitenansicht des Schublagerkissens 101′, und Fig. 13B ist eine Ansicht von unten. Wie aus den Fig. 13A und 13B ersichtlich, hat das Kissen 101′ einen inneren und einen äußeren abgestuften Teil 174 bzw. 175, die den betreffenden Seitenwänden 201 und 202 der Nut entsprechen, wobei das Kissen 101 in der Nut aufgenommen ist. Daher ist ein Antidrehungs-Mecha­ nismus, wie er in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist, nicht erforderlich, da Drehung verhindert oder begrenzt ist durch die Berührung der abgestuften Teile 174 und 175 mit den betreffenden Seitenwänden 201 und 202 der Nut.

Kleine Spalte sind zwischen benachbarten Schublager­ kissen 101′ bzw. zwischen der Ringnut und den Schubla­ gerkissen 101′ vorgesehen, so daß Schwenkbewegungen der Schublagerkissen 101′ in radialer Richtung und in Um­ fangsrichtung um die Kugelschwenkstellen 102 ermöglicht sind. wie zuvor erwähnt, gibt es, da die einzelnen Punk­ te der Basisplatte der beweglichen Spirale 2 sich während der Orbitalbewegung der Spirale 2 mit kleinem Radius dre­ hen, im wesentlichen keinen Fall, in welchem die Schublagerkissen 101′ sich entlang der Ringnut in Umfangs­ richtung bewegen.

Da die Schublagerkissen 101′ durch die Ringnut auf einer niedrigen Höhe abgestützt sind, hat Schmieröl das Bestre­ ben, sich in der Ringnut zu konzentrieren, auch ohne die Schaffung eines besonderen Ölbehälters oder Ölreservoirs, so daß die Zufuhr von Öl zu den Metallagerflächen 103 erleichtert ist.

Bei einer weiteren Ausfühungsform der Erfindung sind die inneren und äußeren Seitenflächen 201 und 202, die seit­ lichen Abstufungen 174 und 175 der Schublagerkissen 101′, die der Seitenfläche 201 bzw. 202 entsprechen, und deren Seitenflächen 176 mit einem Material wie Polytetrafluor­ ethylen überzogen, um die Reibung zwischen diesen Tei­ len zu verringern.

Fig. 14 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei welcher federnde Teile 220, die aus einem Material wie beispielsweise Kautschuk gebildet sind, zwischen den Schublagerkissen 101′ und der Ringnut des Lagerträ­ gers 7 derart angeordnet sind, daß direkte Berührung der Schublagerkissen 101′ mit den Seitenflächen der Ringnut verhindert ist, während eine kleine Schwenkbewegung der Kissen in Richtung gegen die Seitenflächen ermöglicht ist. Die Wirkungen bei dieser Ausführungsform sind im wesentlichen die gleichen wie bei den zuvor beschriebe­ nen Ausführungsformen.

Obwohl die vorliegende Erfindung in Anwendung bei einem Spiralverdichter oder Spiralkompressor beschrieben wor­ den ist, ist sie auch bei einer Spiral-Vakuumpumpe mit gleicher Wirkung anwendbar.

Gemäß der Erfindung wird ein Schubla­ ger, welches sich radial und in Umfangsrichtung ver­ schwenken kann, dazu verwendet, den Schub aufzu­ nehmen oder abzustützen, der auf die auf einer Kreisbahn umlaufende Spirale durch den automa­ tisch gebildeten keilförmigen Ölfilm ausgeübt wird, der sich aus der Schwenkbewegung ergibt. Da weiterhin die Ausfühung irgendeiner Verformung der beweglichen Spira­ le folgen kann, ist eine hydraulische Maschine gemäß der Erfindung in hohem Maße zuverlässig und hat hohe Wirk­ samkeit.

Claims (14)

1. Rotationskolbenmaschine der Spiralbauart, umfassend eine stationäre Spirale (1), eine auf einer Kreisbahn umlaufende Spirale (2), die mit der stationären Spirale in Eingriff ist, eine Einrichtung (34) zur Verhinderung der Drehung der umlaufenden Spirale (2) um ihre Achse, eine Exzenterwelle (6) zum Antrieb der umlaufenden Spirale (2) auf ihrer Kreisbahn und ein Axialgleitlager zur Abstützung einer Stirnplatte der umlaufenden Spirale (2), dadurch gekennzeichnet, daß das Axialgleitlager mindestens drei Kippsegmente (101) umfaßt, die um jeweils eine Lagerkugel (102) radial und tangential unter Bildung eines Schmierkeils zwischen der Stirnplatte der umlaufenden Spirale (2) und dem jeweiligen Kippsegment (101) kippbar sind.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen benachbarten Kippsegmenten (101) gehäusefeste Teile (106) vorgesehen sind, welche eine Bewegung der Kippsegmente in Umfangsrichtung verhindern.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kippsegmente (101) von einem im wesentlichen gleich hohen Ringteil (105) umgeben sind.

4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß gehäuseseitig eine Ringscheibe (104, 119) hoher Oberflächenhärte zum Abstützen der Lagerkugeln (102) der Kippsegmente (101) vorgesehen ist.

5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Umfangslängen und eine radiale Länge eines jeden Kippsegmentes (101) in einem Bereich des Ein- bis Vierfachen des Radius der Kreisbahn der umlaufenden Spirale (2) liegen.

6. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kippsegmente (101) in ihren Gleitflächen Schmierölnuten (108) aufweisen.

7. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitfläche der Stirnplatte der umlaufenden Spirale (2) Schmierölnuten (108) aufweist.

8. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei Ausbildung der Maschine als Vakuumpumpe die Kippsegmente (101) die Stirnplatte der umlaufenden Spirale (2) an einer der stationären Spirale (1) zugewandten Gleitfläche abstützen.

9. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kippsegmente (101) an gegenüberliegenden Gleitflächen der Stirnplatte der umlaufenden Spirale (2) angeordnet sind.

10. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kippsegmente (101) mit radialem Spiel in einer als Schmiermittelreservoir dienenden Ringnut angeordnet sind.

11. Maschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringnut mit einem Material überzogen ist, welches einen niedrigen Reibungskoeffizienten hat.

12. Maschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß radiale Seitenflächen (174, 175) der Kippsegmente (101′) die mit der Ringnut in Berührung treten, mit einem Material überzogen sind, welches einen niedrigen Reibungskoeffizienten hat.

13. Maschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß Teile (220) aus elastischem Material zwischen der Ringnut und den Kippsegmenten (101′) angeordnet sind.

14. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kippsegmente (101′) an ihren Seitenflächen mit einem Material überzogen sind, welches einen niedrigen Reibungskoeffizienten hat.