DE4112063A1 - Fluidkompressor - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Fluidkompres­ soren. Die Erfindung betrifft insbesondere einen Fluid­ kompressor, der in einem Kühlkreislauf zur Verdichtung eines Kühlmittels verwendet wird.

In den vergangenen Jahren sind verschiedene Fluidkompres­ soren in Betracht gezogen worden, die eine gesteigerte Dichtungsfähigkeit bei einem relativ einfachen Aufbau haben und die damit leicht zusammengebaut werden.

Ein Beispiel derartiger Fluidkompressoren ist in Fig. 1 dargestellt. Ein konventioneller Fluidkompressor 11 umfaßt ein Gehäuse 13, eine Verdichtungs- bzw. Kompressionsein­ heit 15, die in dem Gehäuse 13 untergebracht ist, und eine Antriebseinheit 17, das ist ein Motor, der die Verdichtungs- bzw. Kompressionseinheit 15 antreibt. Die Antriebseinheit 17 umfaßt einen ringförmigen Stator 19, der an der Innenum­ fangsfläche des Gehäuses 13 fixiert ist, und einen ring­ förmigen Rotor 21, der innerhalb des Stators 19 angeord­ net ist. Der Rotor 21 ist an der Außenumfangsfläche eines Zylinders 23 der Verdichtungseinheit 15 fixiert bzw. fest angeordnet, die in dem Gehäuse 13 koaxial zu diesem ange­ ordnet ist. Die Außenumfangsfläche des Rotors 21 ist der Innenumfangsfläche des Stators 19 zugewandt, die von der genannten Außenumfangsfläche des Rotors in Abstand vorge­ sehen ist.

Das eine Ende der offenen Enden des Zylinders 23 ist dreh­ bar getragen und mittels eines Hauptlagers 25 luftdicht verschlossen, welches an dem entsprechenden Ende des Ge­ häuses 13 festgelegt ist. Das andere Ende des Zylinders 23 ist ebenfalls drehbar getragen und mittels eines Hilfsla­ gers 27 luftdicht verschlossen, welches an dem entsprechen­ den Ende des Gehäuses 13 fest angebracht ist. Das zweite Ende des Zylinders 23 wird von einem elastischen Tragele­ ment 29 elastisch getragen, welches zwischen der Innenum­ fangsfläche des Zylinders 23 und der Außenumfangsfläche des Hilfslagers 13 angeordnet ist. Damit kann das zweite Ende des Zylinders 23 in einem gewissen Ausmaß bewegt wer­ den.

Ein säulenförmiger Drehstab 31, dessen Durchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser des Zylinders 23, ist in der axialen Richtung des Zylinders 23 angeordnet. Der Dreh­ stab 31 ist mit seiner Mittelachse A um einen Abstand e bezogen auf die Mittelachse B des Zylinders 23 exzentrisch angeordnet. Ein Teil des Drehstabes 31 befindet sich in Kontakt mit der Innenumfangsfläche des Zylinders 23 längs dessen axialer Richtung. Der Drehstab 31 wirkt als Kolben in der Verdichtungs- bzw. Kompressionseinheit 15. Ein rech­ ter Endteil des Drehstabes 31 ist drehbar in ein Lager­ loch 25a eingesetzt, welches in dem Hauptlager 25 gebildet ist. Das linke Ende des Drehstabes 31 ist ebenfalls drehbar in ein Lagerloch 27a des Hilfslagers 27 eingesetzt. Diese Lagerlöcher 25a und 27a sind koaxial zueinander gebildet und um eine Strecke e bezogen auf die Achse des Zylinders 23 exzentrisch angeordnet.

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist ein Rotationskraft-Übertragungs­ mechanismus Sa am rechten Endteil des Drehstabes 31 vorge­ sehen. Der Rotationskraft-Übertragungsmechanismus Sa weist einen rechteckförmigen Abschnitt bzw. Bereich 33, der an der Hauptwelle 31a des Drehstabes 31 gebildet ist, einen Kreuzklauen-Ring 35 und eine Kreuzklauen-Ringaufnahme 37 auf, wie dies Fig. 2 veranschaulicht. Eine relative Drehung wird zwischen dem Zylinder 23 und dem Stab 31 (Kolben) dann ausgeführt, wenn der Zylinder 23 durch die Antriebs­ einheit 17 rotationsmäßig angetrieben wird. Dies erfolgt mit Rücksicht darauf, daß die Rotationskraft von dem Zylin­ der 23 auf den Drehstab 31 über den Rotationskraft-Über­ tragungsmechanismus Sa übertragen wird.

Die Konstruktion des konventionellen Rotationskraft-Über­ tragungsmechanismus Sa wird nunmehr unter Bezugnahme auf Fig. 2 weiter ins einzelne gehend beschrieben werden. Die Hauptwelle 31a (deren rechter Endteil), deren Durchmesser kleiner ist als jener des Drehstabes 31, verläuft koaxial von dem Drehstab 31. Wie oben ausgeführt. ist die Haupt­ welle 31a drehbar in das Lagerloch 25a des Hauptlagers 25 eingeführt. Der oben beschriebene rechteckförmige Bereich 33 ist als erweiterter Grundteil der Hauptwelle 31a ausge­ bildet. Die Breite und die Länge (eine Richtung, die recht­ winklig zur Richtung der Breite verläuft) des rechteckför­ migen Bereiches 33 sind im Querschnitt gleich, das heißt a, und sie sind im wesentlichen gleich dem oder etwas größer als der Durchmesser d⌀ der Hauptwelle 31a. Der Kreuzklauen- Ring 35 ist in gewisser Dicke scheibenförmig ausgebildet. und der Durchmesser des betreffenden Ringes ist im wesent­ lichen gleich dem des Drehstabes 31. Ein rechteckförmiges Loch 39 ist in dem mittleren Bereich des Kreuzklauen- Ringes 35 gebildet. Die Länge des Loches 39 ist im wesent­ lichen gleich jener des rechteckförmigen Bereiches bzw. Abschnitts 33, wie dies durch das alphabetische Symbol a angedeutet ist, und die Breite des betreffenden Loches ist größer als die des rechteckförmigen Bereiches 33, wie dies in Fig. 2 durch das alphabetische Symbol b angedeutet ist. Erste und zweite gegenüberliegende rechteckförmige Nute 41a, 41b sind in einer Oberfläche des Kreuzklauen- Ringes 35 auf gegenüberliegenden Seiten des Loches 39 in der Längsrichtung des betreffenden Loches 39 gebildet.

Der oben beschriebene Kreuzklauen-Ringaufnehmer 37 ist in einer Scheibenform ausgebildet, dessen Durchmesser im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des Zylinders 23 ist, so daß die Außenkantenfläche des Aufnehmers 37 an der Innenumfangsfläche des Zylinders 23 fixiert ist bzw. festliegt. Ein rechteckförmiges Führungsloch 43 ist im mittleren Bereich des Aufnehmers 37 gebildet. Die Breite und die Länge des Führungsloches 43 sind gleich, und sie sind gleich der Breite des Loches 39 des Kreuzklauen- Ringes 35, wie dies in Fig. 2 durch das Symbol b angedeutet ist. Erste und zweite gegenüberliegende rechteckförmige Vorsprünge 45a und 45b sind zusammenhängend in der Ober­ fläche des Kreuzklauen-Ringaufnehmers 37 auf gegenüber­ liegenden Seiten des Führungsloches 43 in dessen Längs­ richtung gebildet. Erste und zweite gegenüberliegende rechteckförmige Vorsprünge 45a und 45b sind gleitbar in die entsprechenden ersten und zweiten Nute 41a bzw. 41b eingepaßt, wenn der Kreuzklauen-Ring 35 in dem Kreuz­ klauen-Ringaufnehmer 37 angebracht bzw. untergebracht ist. Die zusammengebaute Anordnung bestehend aus Kreuzklauen- Ring 35 und Kreuzklauen-Ringaufnehmer 37 ist an der Haupt­ welle 31a über Löcher 39 und 43 angebracht, wobei die Löcher 39 und 43 schließlich mit der Außenfläche des rechteckförmigen Bereiches 33 in Eingriff stehen. Sodann wird der Drehstab 31, an dem der Kreuzklauen-Ring 35 und der Kreuzklauen-Ringaufnehmer 37 montiert sind, in den Zylinder 23 eingeführt, und der Kreuzklauen-Ringaufneh­ mer 37 wird in einer vorgeschriebenen Position in dem Zylinder 23 fixiert.

Eine Spiralnut 47 ist in der Außenumfangsfläche des Dreh­ stabes 31 gebildet. Die Spiralnut 47 erstreckt sich vom einen Ende zum anderen Ende des Drehstabes 31. Wie in Fig. 1 gezeigt, wird die Steigung der Spiralnut 47 mit der Ent­ fernung von der Ansaugseite (rechtes Ende) zur Abgabeseite (linkes Ende) des Drehstabes 31 hin allmählich enger.

Ein Spiralblatt bzw. -flügel 49 ist in der Spiralnut 47 angebracht. Die Dicke des Spiralblatts 49 ist im wesent­ lichen dieselbe wie die Breite der Nut 47, und das be­ treffende Blatt 49 ist längs der Nut 47 in der radialen Richtung des Drehstabes 31 bewegbar. Die Außenfläche des Blattes 49 gleitet auf bzw. in der Innenumfangsfläche des Zylinders 23, während sie damit in Kontakt gezwungen ist.

Der Zwischenraum zwischen der lnnenumfangsfläche des Zylinders 23 und der Außenumfangsfläche des Drehstabes 31 ist in eine Vielzahl von Arbeitskammern 51 durch das Spiralblatt 49 unterteilt. Jede Arbeitskammer 51 ist durch zwei benachbarte Windungen des Spiralblatts 49 festgelegt. Die Volumen der Arbeitskammern 51 sind von der Ansaugsei­ te zu der Abgabeseite des Zylinders 23 hin allmählich ver­ mindert.

Ein Ansaugloch 53 verläuft durch das Hauptlager 25 in der axialen Richtung des Zylinders 23. Eines der Enden des Ansaugloches ist zur Innenseite des Zylinders 23 hin offen. und das andere Ende ist mit einem Ansaugrohr 55 eines (nicht dargestellten) Kühlkreislaufes für eine Fluidverbindung verbunden.

Ein Abgabeloch 57 ist in einem Teil eines Zylinders 23 nahe des Hilfslagers 27 gebildet. Ein Ende des Loches 57 öffnet die Innenseite der Arbeitskammer 51 mit dem gering­ sten Volumen, und das andere Ende des betreffenden Loches öffnet die Innenseite des Gehäuses 13. Ein Abgaberohr 59 ist mit dem Gehäuse 13 für eine Fluidverbindung verbunden.

Nunmehr wird die Konstruktion eines Druckkraft-Aufhebungs­ systems beschrieben werden. Ein erster Druckdurchgang 61 ist in dem Hauptlager 25 gebildet. Ein Ende des ersten Druckdurchgangs 61 ist innerhalb des Gehäuses 13 geöffnet, und das andere Ende ist zu dem Lagerloch 25a des Hauptla­ gers 25 hin geöffnet. Ein zweiter Druckdurchgang 63 ist zu dem Drehstab 31 hin geöffnet. Ein Ende des zweiten Druck­ durchgangs 63 ist zu dem Lagerloch 27a des Hilfslagers 27 geöffnet, und das andere Ende ist zur Innenseite einer der Arbeitskammern 51a hin geöffnet, die durch die Kanten­ fläche des Hauptlagers 25 und das Spiralblatt 49 festge­ legt sind. Der Ansaugdruck in einer der Arbeitskammern 51a wird in das Lagerloch 27a durch den zweiten Druckdurch­ gang 63 abgegeben. und damit wird der Ansaugdruck (niedri­ ger als der Abgabedruck) auf die Kantenfläche der Hilfs­ welle 31b ausgeübt. Der Abgabedruck in dem Gehäuse 13 wird ferner an das Lagerloch 25a über dem ersten Druckdurch­ gang 61 ausgeübt, und damit wird der Abgabedruck (größer bzw. höher als der Ansaugdruck) auf die Kantenfläche der Hauptwelle 31a ausgeübt.

Bei dem oben beschriebenen konventionellen Fluidkompres­ sor 11 wird dann, wenn die Antriebseinheit 17 erregt bzw. gespeist wird, der Zylinder 23 gedreht, wenn sich der Rotor 21 dreht. Die Rotationskraft des Zylinders 23 wird durch den Rotationskraft-Übertragungsmechanismus Sa auf die Drehwelle 31 übertragen, und das Blatt bzw. der Flü­ gel 49 wird zusammen mit dem Zylinder 23 ebenfalls gedreht. Während der Drehung behält das Blatt 49 den Kontakt zwischen seiner Außenfläche und der Innenumfangsfläche des Zylind­ ders 23 bei. Deshalb wird jeder Teil des Blattes 49 sukzes­ siv in die Nut 47 eingedrückt, wenn er mit dem jeweiligen Kontaktpunkt zwischen der Außenumfangsfläche des Stabes 31 und der lnnenumfangsfläche des Zylinders 23 in engeren Kontakt gelangt, und er tritt aus der Nut 47 aus, wenn er sich von dem betreffenden Kontaktpunkt entfernt. Unter­ dessen wird dann, wenn die Kompressionseinheit 15 arbeitet bzw. betrieben wird, ein gasförmiges Kühlmittel in den Zylinder 13 durch das Ansaugrohr 55 und das Ansaugloch 53 eingeführt bzw. angesaugt. Das gasförmige Kühlmittel wird von dem Ansaugrohr 55 zunächst in einer der Arbeitskam­ mern 51a. die dem Ansaugende des Zylinders 23 am nächsten ist, eingeschlossen. Das in der Arbeitskammer 51 einge­ schlossene gasförmige Kühlmittel wird zu der Abgabeseite hin weitergeleitet und komprimiert, wenn sich der Dreh­ stab 31 dreht. Das komprimierte gasförmige Fluid wird schließlich in die Innenseite des Gehäuses 13 durch das Abgabeloch 57 abgegeben.

Bei der Konstruktion des oben beschriebenen konventionel­ len Fluidkompressors sind ein Kreuzklauen-Ring 35 und ein Kreuzklauen-Ringaufnehmer 37 des Rotationskraft-Übertra­ gungsmechanismus Sa von der Kante der Hauptwelle 31a her eingesetzt und längs der Hauptwelle 31a zur Anlage an dem rechteckförmigen Bereich 33 bewegt. Derartige Einführungs- und Bewegungsvorgänge sind jedoch mühsam.

Ferner wirkt bei dem oben beschriebenen Kompressionsvor­ gang mit Rücksicht darauf, daß ein gasförmiges Kühlmittel in der axialen Richtung des Zylinders 31 komprimiert wird, eine Druckkraft auf den Drehstab 31 von der Abgabeseite zu der Ansaugseite hin (von der linken Seite zur rechten Seite gemäß Fig. 1). Der Drehstab 31 wird durch die Druck­ kraft zu dem Hauptlager 25 hin gedrückt und befindet sich mit dem Hauptlager 25 in Kontakt. Ein Reibungsverlust tritt durch die Gleitdrehung zwischen dem Drehstab 31 und dem Hauptlager 25 auf.

Da der konventionelle Fluidkompressor 11 jedoch das Druck­ kraft-Aufhebungssystem verwendet. wird der Abgabedruck auf die Kantenoberfläche der Hauptwelle 31a über den ersten Druckdurchgang 61 ausgeübt, und der Ansaugdruck wird auf die Kantenoberfläche der Hilfswelle 31b durch den zweiten Druckdurchgang 63 ausgeübt. Eine Kraft tritt in der umge­ kehrten Richtung zu jener der Druckkraft auf, und damit ist die Kraft mit der Druckkraft ausgeglichen.

Es ist erforderlich. den Bereich bzw. die Fläche der Kan­ tenoberfläche der Hauptwelle 31a zu erhöhen. um die Kraft zu steigern, die auf die Kantenoberfläche der Hauptwel­ le 31a wirkt. Da jedoch der Kreuzklauen-Ring 35 und der Kreuzklauen-Ringaufnehmer 37 über die Hauptwelle 31a zusammengebaut sind, sollten die Breite und die Länge des rechteckförmigen Bereiches 33 erhöht werden, falls der Durchmesser d⌀ der Hauptwelle 31a erhöht ist. Wenn ande­ rerseits der Innendurchmesser des Zylinders 23 vergrößert wird, wird auch die externe Form des Fluidkompressors 11 vergrößert bzw. erweitert. Demgemäß ist es unerwünscht, den Innendurchmesser des Zylinders 23 zu vergrößern. Dies bedeutet, daß es schwierig ist, den Durchmesser des Kreuz­ klauen-Ringes 35 und des Kreuzklauen-Ringaufnehmers 37 zu vergrößern. Falls jedoch der Durchmesser der Hauptwel­ le 31a vergrößert ist, ist es notwendig. den Durchmesser des Kreuzklauen-Ringes 35 und des Kreuzklauen-Ringauf­ nehmers 37 zu vergrößern, um das Loch 39 und das Füh­ rungsloch 43 zu bilden.

Demgemäß ist es schwierig, den Durchmesser der Hauptwel­ le 31a beim konventionellen Fluidkompressor zu vergrößern. wenn die oben beschriebenen Umstände berücksichtigt werden.

Die vorliegende Erfindung sucht nach einem Weg, den Kreuz­ klauen-Ring und den Kreuzklauen-Ringaufnehmer eines Rota­ tionskraft-Übertragungsmechanismus mit dem rechteckförmi­ gen Bereich eines Drehstabes in einem Fluidkompressor in Eingriff zu bringen.

Die vorliegende Erfindung versucht ferner einen Weg aufzu­ zeigen. um den Bereich der Kantenoberfläche der Hauptwelle eines Drehstabes eines Fluidkompressors unter Verwendung eines Druckkraft-Aufhebungssystems zu vergrößern. ohne die äußere Form des Fluidkompressors zu erweitern.

Gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Fluidkompres­ sor somit einen drehbaren Zylinder, eine Antriebseinheit für die Erzeugung einer auf den Zylinder ausgeübten Rota­ tionskraft, erste und zweite Lager, die die Ansaug- und Abgabeseiten des Zylinders entsprechend tragen, eine dreh­ bare Kompressionseinheit, die in dem Zylinder angeordnet ist, um ein Kühlmittel von der Ansaugseite zur Abgabeseite des Zylinders hin zu komprimieren, sowie einen Rotations­ kraft-Übertragungsmechanismus für die Übertragung der Ro­ tationskraft von dem Zylinder auf die Kompressionseinheit. Der Übertragungsmechanismus weist einen rechteckförmigen Bereich auf, der zwischen dem Hauptkörper der Kompressions­ einheit und der ersten Welle der Kompressionseinheit ge­ bildet ist, sowie einen Kreuzklauen-Ring, der mit dem recht­ eckförmigen Bereich von der Richtung rechtwinklig zu der ersten Welle in Eingriff bzw. Anlage steht, und einen Kreuz­ klauen-Ringaufnehmer, durch den der Kreuzklauen-Ring aufge­ nommen bzw. getragen ist, und zwar in Anlage mit dem recht­ eckförmigen Bereich aus der Richtung rechtwinklig zu der ersten Welle.

Der Kreuzklauen-Ring kann einen scheibenförmigen Körper, in der Mitte des betreffenden scheibenförmigen Körpers ein rechteckförmiges Anlageloch, dessen eine Seite offen ist, sowie ein Paar von Nuten aufweisen, die an bzw. in dem scheibenförmigen Körper von den gegenüberliegenden Seiten des Anlageloches aus gebildet sind.

Der Kreuzklauen-Ringaufnehmer kann einen zweiten schei­ benförmigen Körper aufweisen, dessen Durchmesser im wesent­ lichen gleich dem Innendurchmesser des Zylinders ist. Fer­ ner kann ein rechtförmiges Führungsloch vorgesehen sein, dessen eine Seite offen ist, wobei dieses Führungsloch in der Mitte des zweiten scheibenförmigen Körpers vorge­ sehen ist. Schließlich können zwei Vorsprünge vorgesehen sein, die jeweils an dem zweiten scheibenförmigen Körper von den gegenüberliegenden Seiten des Führungsloches aus gebildet sind. Die beiden Vorsprünge stehen dabei mit den beiden Nuten des Kreuzklauen-Ringes derart in Eingriff, daß die offene Seite des Führungsloches mit dem offenen Ende des Eingriffloches koinzidiert. Der Kreuzklauen-Ring­ aufnehmer, durch den der Kreuzklauen-Ring getragen wird, steht in Eingriff mit dem rechteckförmigen Abschnitt, und zwar über die offene Seite des Anlage- bzw. Eingriffloches in einer Richtung rechtwinklig zu der ersten Welle.

Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend bei;­ spielsweise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einer Querschnittansicht einen konven­ tionellen Fluidkompressor,

Fig. 2 zeigt in einer perspektivischen Explosionsansicht einen Rotationskraft-Übertragungsmechanismus des in Fig. 1 dargestellten konventionellen Fluid­ kompressors mit einer Hauptwelle eines Drehstabes,

Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht unter Veranschaulichung eines Fluidkompressors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 4 zeigt in einer perspektivischen Explosionsansicht einen Rotationskraft-Übertragungsmechanismus des in Fig. 3 dargestellten Fluidkompressors mit einer Hauptwelle eines Drehstabes,

Fig. 5 zeigt in einer perspektivischen Expolosionsansicht einen Fluidkompressor einer zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung,

Fig. 6 zeigt eine Perspektivansicht eines Kreuzklauen- Ringes und eines Paares von in Fig. 5 dargestell­ ten Stiften,

Fig. 7 zeigt eine Schnittansicht unter Veranschaulichung einer Modifikation einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.

Nunmehr werden die bevorzugten Ausführungsformen der vorlie­ genden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen de­ tailliert beschrieben. Die Konstruktion eines Fluidkompres­ sors gemäß jeder Ausführungsform, abgesehen von der Kon­ struktion eines Rotationskraft-Übertragungsmechanismus S, ist jedoch ähnlich jener des in Fig. 1 dargestellten kon­ ventionellen Fluidkompressors. Dabei sind dieselben Bezugs­ zeichen für die Bezeichnung ähnlicher bzw. entsprechender Elemente verwendet, und eine detaillierte Beschreibung jener Elemente wird nicht wiederholt.

Wie in Fig. 3 und 4 gezeigt, ist eine Hauptwelle 101 dreh­ bar in Lagerlöcher 25a eingeführt, die in dem Hauptlager 25 gebildet sind. Der Durchmesser dA⌀ der Hauptwelle 101 ist auf einen maximalen Wert innerhalb eines praktikablen Be­ reiches unabhängig von der Form oder der Konstruktion des Rotationskraft-Übertragungsmechanismus S vergrößert. Die Breite und die Länge des rechteckförmigen Bereiches 33 sind dieselben wie bei dem in Fig. 1 dargestellten konven­ tionellen Fluidkompressor 11. Die Breite und die Länge des rechteckförmigen Bereiches 33 können jedoch kleiner sein als bei dem konventionellen Fluidkompressor 11. In jedem Falle ist der Durchmesser dA⌀ der Hauptwelle 101 erheblich größer als die Breite oder die Länge des recht­ eckförmigen Bereiches bzw. Abschnittes 33.

Wie in Fig. 4 gezeigt, ist ein Kreuzklauen-Ring 103 eine Scheibe mit einer vorgeschriebenen Dicke, und der Durch­ messer der betreffenden Scheibe ist in wesentlichen gleich dem des Drehstabes 31. Ein rechteckförmig gebildetes Anlage- bzw. Eingriffloch 105 ist in dem Mittelbereich des Kreuz­ klauen-Ringes 103 gebildet. Die Länge des rechteckförmigen Anlageloches 105 ist dieselbe wie jene des rechteckförmigen Bereiches 33, das heißt, durch "a" gegeben. Eine der Seiten des Loches 105 in Richtung der Breite ist geöffnet, wie in Fig. 4 veranschaulicht. Erste und zweite gegenüberlie­ gende rechteckförmige Nute 107a und 107b sind in einer Oberfläche des Kreuzklauen-Ringes 103 auf gegenüberliegen­ den Seiten des Loches 105 in Längsrichtung des Loches 39 gebildet. Ein Kreuzklauen-Ringaufnehmer 109 ist eine Schei­ be, deren Durchmesser im wesentlichen dieselbe ist wie der Innendurchmesser des Zylinders 23. Demgemäß ist der Kreuzklauen-Ringaufnehmer 109 an der Innenumfangsfläche des Zylinders 23 festgelegt, wenn der Aufnehmer 109 in den Zylinder 23 montiert ist. Ein rechteckförmiges Füh­ rungsloch 111 ist in dem mittleren Bereich des Kreuzklauen- Ringaufnehmers 109 gebildet. Eine der Seiten des Loches 111 in Richtung der Breite ist geöffnet, wie in Fig. 4 veran­ schaulicht. Die Länge des Führungsloches 111 ist mit "b" größer festgelegt als jene des Anlageloches 105, das heißt als "a". In diesem Falle kann die Länge "b" des Führungs­ loches 111 kleiner sein als der Durchmesser dA⌀ der Haupt­ welle 101.

Erste und zweite gegenüberliegende rechteckförmige Vor­ sprünge 113a und 113b sind zusammenhängend an der Ober­ fläche des Kreuzklauen-Ringaufnehmers 109 auf gegenüberlie­ genden Seiten des Führungsloches 111 in dessen Längsrich­ tung gebildet. Erst und zweite gegenüberliegende rechteck­ förmige Vorsprünge 113a und 113b sind in den entsprechen­ den ersten und zweiten Nuten 107a und 107b des Kreuzklauen- Ringes 103 gleitbar angebracht, wenn der Kreuzklauen-Ring 103 in dem Kreuzklauen-Ringaufnehmer 109 untergebracht ist. Zu diesem Zeitpunkt ist es erforderlich, daß das offene Ende des Anlageloches 105 des Kreuzklauen-Ringes 103 mit dem offenen Ende des Führungsloches 111 des Kreuzklauen- Ringaufnehmers 109 zusammenfällt. Die offenen Enden der zusammengesetzten Anordnung, bestehend aus Kreuzklauen- Ring 103 und Kreuzklauen-Ringaufnehmer 109, sind gegenüber der Seite des rechteckförmigen Abschnitts 33 positioniert; die zusammengesetzte Anordnung, bestehend aus Kreuzklauen- Ring 103 und Kreuzklauen-Ringaufnehmer 109, wird zu dem rechteckförmigen Abschnitt 33 hin gedrückt. Demgemäß sind das Anlageloch 105 des Kreuzklauen-Ringes 103 und das Führungsloch 111 des Kreuzklauen-Ringaufnehmers 109 in Anlage mit dem rechteckförmigen Abschnitt 33, und zwar über dessen offenes Ende. Sodann wird der Drehstab 31 mit­ tels des daran angebrachten Rotationskraft-Übertragungs­ mechanismus S gleichmäßig in den Zylinder 23 eingeführt, und der Kreuzklauen-Ringaufnehmer 109 wird in einer vorge­ schriebenen Position in den Zylinder 23 fixiert bzw. fest­ gelegt.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform weisen der Kreuz­ klauen-Ring 103 und der Kreuzklauen-Ringaufnehmer 109 ein offenes Ende auf, womit es ohne weiteres möglich ist, den Kreuzklauen-Ring 103 und den Kreuzklauen-Ringaufnehmer 109 an dem rechteckförmigen Abschnitt 33 des Drehstabes 31 über das jeweilige offene Ende sogar in dem Fall anzu­ bringen, daß der Durchmesser dA⌀ der Hauptwelle 101 des Drehstabes 31 größer ist als die Breite oder die Länge des rechteckförmigen Abschnitts 33. Der Kreuzklauen-Ring 103 und der Kreuzklauen-Ringaufnehmer 109 führen die Operation in zuverlässiger Weise aus, bei der die Rotationskraft des Zylinders 23 auf den Drehstab 31 übertragen wird und bei der die relative Drehung zwischen dem Zylinder 23 und dem Drehstab 31 ausgeführt wird. Da der Durchmesser dA⌀ der Hauptwelle 101 größer ist als jener des konventionellen Fluidkompressors, ist ferner der auf die Kantenfläche der Hauptwelle 101 wirkende Druck Pa erhöht. Die Kraft in der Richtung entgegengesetzt zu der Druckkraft P, die auf den Drehstab 31 wirkt, und zwar von der Abgabeseite zu der Ansaugseite beim Kompressionsbetrieb des Drehstabes 31, ist erhöht, und die Druckkraft P ist in zuverlässiger Weise aufgehoben. Demgemäß kann das Auftreten der Reibungsver­ luste des Drehstabes 31 vermieden werden.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform ist der Kreuz­ klauen-Ringaufnehmer 109 in einer Scheibenform ausgebildet. Bei einer in Fig. 5 und 6 dargestellten zweiten Ausführungs­ form besteht jedoch der Kreuzklauen-Ringaufnehmer 109 aus einem Paar von Stiften 121a und 121b. Bei dieser Ausfüh­ rungsform ist ein Paar von Löchern 123a und 123b in dem Kreuzklauen-Ring 125 anstelle der ersten und zweiten gegen­ überliegenden rechteckförmigen Nute 107a und 107b gebildet, wie dies in Fig. 4 veranschaulicht ist, und zwar in Rich­ tung rechtwinklig zu der Einführungsrichtung des Kreuz­ klauen-Ringes 125 zu dem rechteckförmigen Abschnitt 33.

Die beiden Stifte 121a und 121b werden in zwei Löcher 123a, 123b von der Außenseite des Zylinders 23 her eingeführt, nachdem der Drehstab 31 an dem Zylinder 23 angebracht ist, wie dies in Fig, 5 veranschaulicht ist.

Wie in Fig. 7 gezeigt, kann eine Ölabgabenut 131 in dem Zylinder 23 vorgesehen sein. Eine zylindrische Abdeckung 133 ist luftdicht an der Außenumfangsfläche des Zylinders 23 angebracht. Die Ölabgebenut 131 ist zwischen der Außenfläche des Zylinders 23 und der Innenfläche der Abdeckung 133 in der axialen Richtung des Drehstabes 31 gebildet. Ein Ende der Nut 131 steht in Verbindung mit der Abgabeseite des Zylinders 23, und das andere Ende der betreffenden Nut steht in Verbindung mit der Ansaugseite des Zylin­ ders 23. Demgemäß ist ein ausreichender Ölanteil in dem Zylinder 23 sichergestellt, und die Schmierung im Zylin­ der 23 ist gesteigert.

Da bei der vorliegenden Erfindung der Kreuzklauen-Ring und der Kreuzklauen-Ringaufnehmer mit dem rechteckförmigen Abschnitt bzw. Bereich in der Richtung rechtwinklig zur axialen Richtung der Hauptwelle aus in Eingriff stehen, kann eine leichte Montage bzw. Anbringung des Kreuzklauen- Ringes und des Kreuzklauen-Ringaufnehmers an dem rechteck­ förmigen Abschnitt bzw. Bereich erzielt werden. Da der Durchmesser der Hauptwelle des Drehstabes (Drehkolben) größer ist als jener des konventionellen Fluidkompressors, ist der auf den Kantenbereich der Hauptwelle wirkende Druck im übrigen erhöht. Demgemäß ist die Kraft in der Richtung entgegengesetzt zu der Druckkraft, die auf den Drehstab von der Abgabeseite zur Ansaugseite hin wirkt, gesteigert, und die Druckkraft kann wirksam aufgehoben werden.

Der Kreuzklauen-Ring des Rotationskraft-Übertragungsmecha­ nismus eines Fluidkompressors steht mit dem rechteckförmi­ gen Abschnitt, der in dem Basisteil der Hauptwelle des Drehstabes gebildet ist, in der Richtung rechtwinklig zu der axialen Richtung zu der Hauptwelle in Eingriff, um eine leichte Anbringung bzw. Montage des Kreuzklauen-Ringes an dem rechteckförmigen Bereich zu erzielen. Falls der Fluidkompressor ein Druckkraft-Aufhebungssystem verwendet, bei dem die auf die Drehwelle von der Abgabeseite zur An­ saugseite eines Zylinders wirkende Druckkraft durch eine Gegendruckkraft aufgehoben wird, ist der Durchmesser der Hauptwelle auf der Ansaugseite vergrößert im Vergleich zu jenem des konventionellen Fluidkompressors, um die Gegendruckkraft zu steigern, welche auf die Kantenober­ fläche der Hauptwelle wirkt, wodurch die Druckkraft effektiv aufgehoben werden kann.

Claims (9)

1. Fluidkompressor mit einem drehbaren Zylinder (23), der eine Ansaugseite aufweist, von der ein Kühlmittel mit einem ersten Druck eintritt, und der eine Abgabeseite aufweist, von der das Kühlmittel mit einem zweiten Druck abgegeben wird, der höher ist als der erste Druck,
mit einer Antriebseinrichtung (17) für die Erzeugung einer Rotationskraft, die auf den Zylinder (23) ausgeübt wird, mit ersten und zweiten Lagern (25, 27), welche die Ansaug­ seite bzw. die Abgabeseite des Zylinders tragen,
mit einer drehbaren Kompressionseinrichtung (15), die in dem Zylinder (23) angeordnet ist und die das Kühlmittel von der Ansaugseite zu der Abgabeseite des Zylinders hin komprimiert, wobei die betreffende Kompressionseinrich­ tung einen säulenförmigen Hauptkörper (31) mit einer festgelegten Länge sowie erste und zweite Wellen (31a, 31b) aufweist, die von gegenüberliegenden Seiten des Hauptkör­ pers (31) verlaufen und die jeweils mit einer festgeleg­ ten Länge drehbar in entsprechende erste bzw. zweite Lager (25, 27) drehbar eingeführt sind,
und mit einer Rotationskraft-Übertragungseinrichtung (5a) für die Übertragung der Rotationskraft von dem Zylin­ der (23) zu der Kompressionseinrichtung (15), wobei die betreffende Übertragungseinrichtung einen zwischen dem Hauptkörper und der ersten Welle der Kompressionseinrich­ tung gebildeten rechteckförmigen Bereich (33), einen mit dem rechteckförmigen Bereich (33) in der Richtung recht­ winklig zu der ersten Welle (31a) in Eingriff stehenden Kreuzklauen-Ring (103) und einen Kreuzklauen-Ringaufneh­ mer (109), durch den der Kreuzklauen-Ring (103) getragen bzw. aufgenommen ist, umfaßt, wobei der betreffende Ring­ aufnehmer mit dem rechteckförmigen Bereich (33) in der Richtung rechtwinklig zu der ersten Welle (31a) in Ein­ griff steht.

2. Fluidkompressor nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der säulenförmige Haupt­ körper (31) exzentrisch in dem Zylinder (23) derart unter­ gebracht ist, daß ein Teil der Außenumfangsfläche des Hauptkörpers (31) sich in Kontakt mit der Innenumfangs­ fläche des Zylinders (23) in dessen axialer Richtung be­ findet,
daß die drehbare Kompressoreinrichtung (15) eine Spiral­ nut (47) aufweist, die in der Außenumfangsfläche des Hauptkörpers (31) derart gebildet ist, daß der Abstand zwischen benachbarten Nuten in der axialen Richtung des Hauptkörpers (31) von der Ansaugseite zu der Abgabesei­ te des Zylinders (23) hin allmählich abnimmt,
und daß ein Spiralblatt (49) in der Nut im wesentlichen in der radialen Richtung des Hauptkörpers (31) bewegbar untergebracht ist, wobei das betreffende Spiralblatt einen Raum zwischen der Außenumfangsfläche des Hauptkörpers und der Innenumfangsfläche des Zylinders (23) in eine Viel­ zahl von Arbeitskammern (51) aufteilt, deren Volumen von der Ansaugseite zu der Abgabeseite des Zylinders (23) hin vermindert sind.

3. Fluidkompressor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kompressionsbetrieb der Kompressionseinrichtung (15) eine Druckkraft erzeugt, die auf den Hauptkörper der Kompressionseinrichtung in der Richtung wirkt, in der die ersten und zweiten Wellen verlaufen, und daß ferner eine Druckkraft-Aufhebungseinrichtung vor­ gesehen ist, welche die Druckkraft während des Betriebs aufhebt.

4. Fluidkompressor nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Druckkraft-Aufhebungs­ einrichtung eine Hauptdruck-Abgabeeinrichtung (61) aufweist, welche einen dritten Druck, der größer ist als der erste Druck, an die Kantenoberfläche der ersten Welle abgibt, und daß ferner eine Hilfsdruck-Abgabeeinrichtung (63) vor­ gesehen ist, welche der Hauptdruck-Abgabeeinrichtung zu­ gehörig ist und welche einen vierten Druck, der niedriger ist als der zweite Druck der Kantenoberfläche, an die zwei;­ te Welle für die Erzeugung einer Gegendruckkraft abgibt.

5. Fluidkompressor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompressionseinrichtung (15) eine erste Welle (101) mit einem Durchmesser aufweist, der größer ist als die Breite des rechteckförmigen Bereiches (33).

6. Fluidkompressor nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreuzklauen-Ring (103) einen scheibenförmigen Kör­ per, ein rechteckförmiges Anlageloch (105), dessen eine Seite offen ist, in der Mitte des scheibenförmigen Kör­ pers sowie ein Paar von Nuten (107a, 107b) aufweist, deren jede in dem scheibenförmigen Körper von den gegenüberlie­ genden Seiten des Anlageloches (105) ausgebildet ist.

7. Fluidkompressor nach Anspruch 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der drehbare Zylinder (23) einen bestimmten Innendurchmesser aufweist,
daß der Kreuzklauen-Ringaufnehmer (109) einen zweiten scheibenförmigen Körper, dessen Durchmesser im wesentlichen gleich dem Innendurchmesser des Zylinders ist, ein recht­ eckförmiges Führungsloch (111), dessen eine Seite offen ist, in der Mitte des zweiten scheibenförmigen Körpers sowie ein Paar von Vorsprüngen (113a, 113b) aufweist, deren jeder an dem zweiten scheibenförmigen Körper von den gegen­ überliegenden Seiten des Führungsloches (111) gebildet ist, wobei die beiden Vorsprünge mit den beiden Nuten (107a, 107b) des Kreuzklauen-Ringes derart in Eingriff stehen, daß die offene Seite des Führungsloches (111) mit der offenen Seite des Anlageloches koinzidiert,
und daß der Kreuzklauen-Ringaufnehmer (109), durch den der Kreuzklauen-Ring (103) getragen ist, mit dem rechteck­ förmigen Bereich (33) über die offene Seite des Anlage­ loches in Richtung rechtwinklig zu der ersten Welle (101) in Eingriff steht.

8. Fluidkompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kreuzklauen-Ring (103) einen scheibenförmigen Körper, ein rechteckförmiges Anlageloch (105), dessen eine Seite offen ist, in der Mitte des betreffenden scheibenförmigen Kör­ pers sowie zwei Löcher (123a, 123b) aufweist, die in der Umfangsfläche des scheibenförmigen Körpers gegenüberlie­ gend gebildet sind.

9. Fluidkompressor nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Zylinder (23) ein Paar von äußeren Löchern aufweist, die in der Außenfläche des betreffenden Zylinders gegenüberliegend gebildet sind, und daß der Kreuzklauen-Ringaufnehmer (109) ein Paar von Stiften (121a, 121b) aufweist, die gleitbar in die ent­ sprechenden Löcher (123a, 123b) des scheibenförmigen Kör­ pers über die beiden äußeren Löcher gleitbar eingeführt sind, derart, daß der Kreuzklauen-Ring in einer vorge­ schriebenen Position in dem Zylinder (23) getragen ist.