DE69406391T2

DE69406391T2 - Hermetische motorangetriebene Spiralanlage mit Schmierungseinrichtung

Info

Publication number: DE69406391T2
Application number: DE69406391T
Authority: DE
Inventors: Shinichi Otake
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 1993-09-14
Filing date: 1994-08-22
Publication date: 1998-04-16
Anticipated expiration: 2014-08-23
Also published as: EP0643225B1; EP0643225A1; US5431550A; JPH0783178A; DE69406391D1; SG78260A1; JP3262919B2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Technisches Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf eine hermetische motorangetriebene Spiralvorrichtung mit einem Schmierungsmechanismus gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Beschreibung des Standes der Technik

Eine hermetische motorangetriebene Spiralvorrichtung, wie sie in dem Oberbegriff des Anspruches 1 definiert ist, ist z.B. in der EP 0 539 239 A1 offenbart. Eine entsprechende Vorrichtung ist in Fig. 4 des US-Patentes 5 247 738 an Yoshii gezeigt. Fig. 1 gezeigt einen gesamten Aufbau eines solchen herkömmlichen hermetischen motorangetriebenen Spiralkompressors. Zum Zwecke der Erläuterung nur wird die linke Seite von Fig. 1 als das vordere Ende oder die Front des Kompressors bezeichnet und die rechte Seite von Fig. 1 wird als das hintere Ende oder Rückseite des Kompressors bezeichnet.
Der hermetische motorangetriebene Spiralkompressor 100 weist ein Kompressorgehäuse 11 auf, daß einen Kompressionsmechanismus 20 aufnimmt. Der Kompressionsmechanismus 20 ist ein Fluidkompressionsmechanismus vom Spiraltyp. Ein Antriebsmechanismus 30 ist ebenfalls in dem Gehäuse 11 aufgenommen. Das Gehäuse 11 weist einen zylindrischen Abschnitt 111 und einen ersten und einen zweiten becherförmigen Abschnitt 112 und 113 auf. Ein offenes Ende des ersten becherförmigen Abschnittes 112 ist lösbar und hermetisch mit einem vorderen offenen Ende des zylindrischen Abschnittes 111 durch eine Mehrzahl von Schrauben 12 verbunden. Ein offenes Ende des zweiten becherförmigen Abschnittes 113 ist lösbar und hermetisch mit einem hinteren offenen Ende des zylindrischen Abschnittes 111 durch eine Mehrzahl von Schrauben 13 verbunden.
Der Fluidkompressionsmechanismus 20 vom Spiraltyp weist eine feste Spirale 21 mit einer kreisförmigen Endplatte 21a und einem Spiralelement 21b auf, die sich nach hinten von der kreisförmigen Endplatte 21a erstreckt. Die kreisförmige Endplatte 21a der festen Spirale 21 ist fest in dem ersten becherförmigen Abschnitt 112 durch eine Mehrzahl von Schrauben 14 vorgesehen. Der Kompressionsmechanismus 20 weist weiter eine umlaufende Spirale 22 mit einer kreisförmigen Endplatte 22a und einem Spiralelement 22b auf, das sich von der kreisförmigen Endplatte 22a nach vorn erstreckt. Das Spiralelement 21b der festen Spirale 21 greift in das Spiralelement 22b der umlaufenden Spirale 22 mit einer winkelmäßigen und radialen Versetzung ein.
Ein Abdichtelement 211 ist an einer Endoberfläche des Spiralelementes 21b der festen Spirale 21 vorgesehen, wodurch die zueinandergehörigen Oberflächen des Spiralelementes 21b der festen Spirale 21 und der kreisförmigen Endplatte 22a der umlaufenden Spirale 22 abgedichtet sind. Ähnlich ist ein Abdichtelement 221 an einer Endoberfläche des Spiralelementes 22b der umlaufenden Spirale 22 vorgesehen, wodurch die zueinandergehörigen Oberflächen des Spiralelementes 22b der umlaufenden Spirale 22 und der kreisförmigen Endplatte 21a der festen Platte 21 abgedichtet sind. Ein O-Ringabdichtelement 40 ist elastisch zwischen einer äußeren Umfangsoberfläche der kreisförmigen Endplatte 21a der festen Spirale 21 und einer inneren Umfangsoberfläche des ersten becherförmigen Abschnittes 112 zum Abdichten der zueinandergehörigen Oberflächen dazwischen vorgesehen. Die kreisförmige Endplatte 21a der festen Spirale 21 unterteilt einen inneren hohlen Raum des Kompressorgehäuses 11 in eine Auslaßkammer 50 und eine Ansaugkammer 60.
Die kreisförmige Endplatte 21a der festen Spirale 21 ist mit einer Ventilauslaßöffnung 21c versehen, die axiale dadurch so gebildet ist, daß sie die Auslaßöffnung 50 mit einer zentralen Fluidtasche (nicht gezeigt) verbindet, die durch die feste und umlaufende Spirale 21 und 22 abgegrenzt ist. Der erste becherförmige Abschnitt 112 weist einen zylindrischen Vorsprung 112a auf, der von einem mittleren Bereich einer äußeren Oberfläche eines vorderen Endabschnittes davon nach vorn vorsteht. Komprimiertes Kühlmittelfluid wird von der zentralen Fluidtasche durch die Ventilauslaßöffnung 21c und in die Auslaßkammer 50 ausgegeben. Die Auslaßkammer so ist mit einem externen Kühlkreislauf (nicht gezeigt) durch ein axiales Loch 112b verbunden. Das axiale Loch 112b, das als eine Auslaßöffnung des Kompressors 10 dient, ist durch den zylindrischen Vorsprung 112a so gebildet, daß es mit einem Einlaß eines Elementes (nicht gezeigt), z.B. eines Kondensators eines externen Kühlkreislaufes durch ein Rohrteil (nicht gezeigt) verbunden ist.
Der Antriebsteil 30 weist ein Antriebswelle 31 und einen Motor 32 zum Drehen der Antriebswelle 31 auf. Die Antriebswelle 31 weist ein Zapfenteil 31a auf, das sich von einer vorderen Endoberfläche der Antriebswelle 31 erstreckt und damit einstückig gebildet ist. Eine Achse des Zapfenteiles 31a ist radial gegenüber einer Achse der Antriebswelle 31 versetzt. Eine Laufbuchse 311 ist drehbar innerhalb eines ringförmigen Vorsprunges 22c, der axial von einem mittleren Bereich der hinteren Endoberfläche der kreisförmigen Endplatte 21a der umlaufenden Spirale 22 vorsteht, durch ein Radialnadellager 312 gelagert. Die Laufbuchse 311 weist einen kleinen zylindrischen Vorsprung (nicht gezeigt) auf, der an einer hinteren Endoberfläche davon gebildet ist. Eine Längsachse des kleinen zylindrischen Vorsprunges ist radial gegenüber der Längsachse der Laufbuchse 311 um einen vorbestimmten Abstand wie der Radius des kreisförmigen Umlaufes versetzt, der während der umlaufenden Bewegung der umlaufenden Spirale 22 erzeugt wird. Der kleine zylindrische Vorsprung der Laufbuchse 311 ist lose innerhalb einer kleinen zylindrischen Vertiefung (nicht gezeigt) aufgenommen, die an der vorderen Endoberfläche der Antriebswelle 31 gebildet ist. Eine flache Vertiefung 311a ist an der vorderen Endoberfläche der Laufbuchse 311 gebildet. Ein Ausgleichsgewicht 313 ist fest auf einer rückwärtigen Erstreckung der Laufbuchse 311 vorgesehen und dient zum Ausgleichen des Drehmomentes der Antriebswelle 31. Das Zapfenteil 31a ist drehbar in ein axiales Loch 311b der Laufbuchse 311 eingeführt, um betriebsmäßig das Zapfenteil 31a mit der kreisförmigen Endplatte 22a der umlaufenden Spirale 22 zu verbinden. Die Achse des Loches 311b ist radial gegenüber der Achse der Laufbuchse 311 versetzt. Eine relative axiale Bewegung zwischen dem Zapfenteil 31a und der Laufbuchse 311 wird durch einen Schnappring 314 verhindert, der fest um einen vorderen Endabschnitt des Zapfenteiles 31a angebracht ist.
Ein innerer Block 23 erstreckt sich radial von dem vorderen Ende des zylindrischen Abschnittes 111 des Kompressorgehäuses 11 nach innen und ist einstückig damit gebildet. Ein Rotationsverhinderungsmechanismus 24 ist zwischen dem inneren Block 23 und der kreisförmigen Endplatte 22a der umlaufenden Spirale 22 so vorgesehen, daß die umlaufende Spirale 22 während der Drehung der Antriebswelle 32 nur umläuft. Der innere Block 23 weist ein Mittelloch 23a auf, dessen Längsachse mit der Längsachse des zylindrischen Abschnittes 111 ausgerichtet ist. Ein Lager 25 ist fest innerhalb des Mittelloches 23a so vorgesehen, daß es drehbar einen vorderen Endabschnitt der Antriebswelle 31 lagert. Der innere Block 23 unterteilt die Ansaugkammer 60 in einen ersten Ansaugkammerteil 61 hinter dem inneren Block 23 und einen zweiten Ansaugkammerteil 62 vor dem inneren Block 23. Eine Mehrzahl von Löchern 35 ist axial durch den inneren Block 23 zum Verbinden des ersten und zweiten Ansaugkammerteiles 61 und 62 gebildet.
Der zweite becherförmige Abschnitt 113 weist einen ringförmigen zylindrischen Vorsprung 113a auf, der von einem mittleren Bereich einer inneren Oberfläche eines hinteren Endabschnittes davon nach vorn vorsteht. Die Längsachse des ringförmigen zylindrischen Vorsprunges 113a ist mit der Längsachse des zweiten becherförmigen Abschnittes 113 ausgerichtet. Ein Lager 26 ist fest innerhalb des ringförmigen zylindrischen Vorsprunges 113a so vorgesehen, daß es einen hinteren Endabschnitt der Antriebswelle 31 drehbar lagert. Der zweite becherförmige Abschnitt 113 weist weiter einen zylindrischen Vorsprung 113b auf, der von einem mittleren Bereich einer äußeren Oberfläche des hinteren Endabschnittes davon nach hinten vorsteht. Ein axiales Loch 113c, das als Einlaßöffnung des Kompressors 10 dient, ist durch den zylindrischen Vorsprung 113b gebildet und mit einem Auslaß eines anderen Elementes (nicht gezeigt), z.B. eines Verdampfers des externen Kühlkreislaufes durch ein Rohrteil (nicht gezeigt) verbunden. Die Längsachse des axialen Loches 113c ist mit der Längsachse des ringförmigen zylindrischen Vorsprunges 113a ausgerichtet. Ein Durchmesser des axialen Loches 113c ist ein wenig kleiner als ein innerer Durchmesser des ringförmigen zylindrischen Vorsprunges 113a.
Ein erster ringförmiger ausgeschnittener Abschnitt 15 ist an einem inneren Umfang einer offenen Endoberfläche des ersten becherförmigen Abschnittes 112 des Kompressorgehäuses 11 gebildet. Folglich ist ein erster ringförmiger Vorsprung 15a an einem äußeren Umfang der offenen Endoberfläche des ersten becherförmigen Abschnittes 112 gebildet. Die Längsachse eines inneren Umfanges des ersten ringförmigen Vorsprunges 15a ist mit der Längsachse des ersten becherförmigen Abschnittes 112 ausgerichtet. Ein zweiter ringförmiger ausgeschnittener Abschnitt 16 ist an einem äußeren Umfang einer vorderen offenen Endoberfläche des zylindrischen Abschnittes 111 des Kompressorgehäuses 11 gebildet. Folglich ist ein zweiter ringförmiger Vorsprung 16a an einem inneren Umfang der vorderen offenen Endoberfläche des zylindrischen Abschnittes 111 gebildet. Die Längsachse eines äußeren Umfanges des zweiten ringförmigen Vorsprunges 16a ist mit der Längsachse des zylindrischen Abschnittes 111 ausgerichtet. Durch den oben beschriebenen Aufbau sind das offene Ende des ersten becherförmigen Abschnittes 112 und das vordere offene Ende des zylindrischen Abschnittes 111 miteinander durch eine Muffenverbindung verbunden. Ein O-Ringabdichtelement 41 ist elastisch an einer hinteren Endoberfläche des ersten ringförmigen ausgeschnittenen Abschnittes 15 zum Abdichten der zueinandergehörigen Oberflächen des ersten ringförmigen ausgeschnittene Abschnittes 15 und des zweiten ringförmigen Vorsprunges 16a vorgesehen.
Ein dritter ringförmiger ausgeschnittener Abschnitt 17 ist einem inneren Umfang einer hinteren offenen Endoberfläche des zylindrischen Abschnittes 111 des Kompressorgehäuses 11 gebildet. Folglich ist ein dritter ringförmiger Vorsprung 17a an einem äußeren Umfang der hinteren offenen Endoberfläche des zylindrischen Abschnittes 111 des Kompressorgehäuses 11 gebildet. Die Längsachse eines inneren Umfanges des dritten ringförmigen Vorsprunges 17a ist mit der Längsachse des zylindrischen Abschnittes 111 ausgerichtet. Ein vierter ringförmiger ausgeschnittener Abschnitt 18 ist an einem äußeren Umfang einer offenen Endoberfläche des zweiten becherförmigen Abschnittes 113 des Kompressorgehäuses 11 gebildet. Folglich ist ein vierter ringförmiger Vorsprung 18a an einem inneren Umfang der offenen Endoberfläche des zweiten becherförmigen Gehäuses 113 gebildet. Die Längsachse des äußeren Umfanges des vierten ringförmigen Vorsprunges 18a ist mit der Längsachse des zweiten becherförmigen Abschnittes 113 ausgerichtet. Durch den oben beschriebenen Aufbau sind das offene Ende des zweiten becherförmigen Abschnittes 113 und das hintere offene Ende des zylindrischen Abschnittes 111 miteinander durch eine Muffenverbindung verbunden. Ein O-Ringabdichtelement 42 ist elastisch an einer hinteren Endoberfläche des dritten ringförmigen ausgeschnittenen Abschnittes 17 zum Abdichten der zueinandergehörigen Oberflächen des dritten ringförmigen ausgeschnittenen Abschnittes 17 und des vierten ringförmigen Vorsprunges 18a elastisch vorgesehen.
Die Antriebswelle 31 weist weiter eine erste axiale Bohrung 31b auf, die sich axial dadurch erstreckt. Ein Ende der ersten axialen Bohrung 31b öffnet sich an einer hinteren Endoberfläche der Antriebswelle 31 so, daß sie benachbart zu einem vorderen offenen Ende der axialen Bohrung 113c ist. Das andere Ende der ersten axialen Bohrung 31b endet an einer Position, die hinter dem Lager 25 ist. Eine Mehrzahl von radialen Bohrungen 31c ist an einem vorderen Anschlußende der ersten axialen Bohrung 31b so gebildet, daß sie das vordere Anschlußende der ersten axialen Bohrung 31b mit dem ersten Ansaugkammerteil 61 verbinden. Eine zweite axiale Bohrung 31d erstreckt sich axial von dem vorderen Anschlußende der ersten axialen Bohrung 31b und öffnet sich an der vorderen Endoberfläche des Zapfenteiles 31a der Antriebswelle 31. Der Durchmesser der zweiten axialen Bohrung 31d ist so ausgelegt, daß er kleiner als der Durchmesser der ersten axialen Bohrung 31b ist. Die Längsachse der zweiten axialen Bohrung 31d ist radial von der Längsachse der ersten axialen Bohrung 31b versetzt.
Ein ringförmiger zylindrischer Vorsprung 113d steht rückwärts von einem Umfangsbereich der äußeren Oberfläche des hinteren Endabschnittes des zweiten becherförmigen Abschnittes 113 vor. Ein Abschnitt des ringförmigen zylindrischen Vorsprunges 113d ist einstückig mit einem Abschnitt des zylindrischen Vorsprunges 113b gebildet. Ein isolierender Sockel 27 mit externen Leistungsleiteranschlüssen 27a ist sicher an einem hinteren Ende des ringförmigen zylindrischen Vorsprunges 113d durch eine Mehrzahl von Schrauben (nicht gezeigt) befestigt. Ein O-Ringabdichtelement 43 ist elastisch an einer hinteren Endoberfläche des ringförmigen zylindrischen Vorsprunges 113d so vorgesehen, daß die zueinandergehörigen Oberflächen des isolierenden Sockels 27 und des ringförmigen zylindrischen Vorsprunges 113 abgedichtet sind.
Der Motor 32 weist einen ringförmigen Rotor 32a, der fest eine äußere Oberfläche der Antriebswelle 31 umgibt, und einen ringförmigen Stator 32b, der den Rotor 32a mit einem kleinen radialen Luftspalt umgibt, auf. Der Stator 32b erstreckt sich axial entlang des hinteren offenen Endbereiches des zylindrischen Abschnittes 111 und des offenen Endbereiches des zweiten becherförmigen Abschnittes 113. Der Stator 32b ist zwischen einer ersten ringförmigen Rippe lila, die an einer inneren Umfangsoberfläche des zylindrischen Abschnittes 111 gebildet ist, und einer zweiten ringförmigen Rippe 113e, die an einer inneren Umfangsoberfläche des zweiten becherförmigen Gehäuseabschnittes 113 gebildet ist, vorgesehen. Die axiale Länge des Stators 32b ist ein wenig kleiner als ein axialer Abstand zwischen der ersten ringförmigen Rippe 111a und der zweiten ringförmigen Rippe 113e.
Bei einem Vorgang des Zusammenbaus des Kompressors 100 wird der Stator 32b fest an dem hinteren offenen Endbereich des zylindrischen Abschnittes 111 und dem offenen Endbereich des zweiten becherförmigen Abschnittes 113 durch eine Aufschrumpfpaßtechnik gesichert. Gemäß dieser Technik wird der Stator 32b in den hinteren offenen Endbereich des zylindrischen Abschnittes 111 eingeführt, bis ein äußerer Umfangsabschnitt der vorderen Endoberfläche des Stators 32b in Kontakt mit einer Seitenwand der ersten ringförmigen Rippe 111a kommt, oder der Stator 32b wird in den offenen Endbereich des zweiten becherförmigen Abschnittes 113 eingeführt, bis ein äußerer Umfangsabschnitt einer hinteren Endoberfläche des Stators 32b in Kontakt mit einer Seitenwand der zweiten ringförmigen Rippe 113e kommt.
Im Betrieb wird Kühlmittelfluid, das von einem Auslaß eines externen Elementes (nicht gezeigt), z.B. eines Verdampfers fließt, in das axiale Loch 113c geführt und fließt durch die erste axiale Bohrung 31b der Antriebswelle 31. Ein Teil des Kühlmittelfluids in der ersten axialen Bohrung 31b fließt in den ersten Ansaugkammerteil 61 durch die radialen Bohrungen 31c und fließt dann weiter in den zweiten Ansaugkammerteil 62 durch die Löcher 35 des inneren Blockes 23. Der Rest des Kühlmittelfluids in der ersten axialen Bohrung 31b der Antriebswelle 31 fließt durch die zweite axiale Bohrung 31d und fließt dann in einen Hohlraum 63, der durch die kreisförmige Endplatte 22a der umlaufenden Spirale 22, den ringförmigen Vorsprung 22c und die Laufbuchse 3 11 abgegrenzt ist. Ein Teil des Kühlmittelfluids in dem Hohlraum 63 fließt zu dem zweiten Ansaugkammerteil 62 entlang der inneren Lücken des Radialnadellagers 312 und der Lücken, die zwischen dem Radialnadellager 312 und dem ringförmigen Vorsprung 22c gebildet sind, und zwischen dem Radialnadellager 312 und der Laufbuchse 311. Daher werden die inneren Reibungsoberflächen zwischen dem Radialnadellager 312 und dem ringförmigen Vorsprung 22c und die Reibungsoberflächen zwischen dem Radialnadellager 312 und der Laufbuchse 311 geschmiert durch z.B. von Schmieröl, das in dem Kühlmittelfluid in einem Nebelzustand suspendiert ist. Der Rest des Kühlmittelfluids in dem hohlen Raum 63 fließt in dem zweiten Ansaugkammerteil 62 entlang kleiner Luftspalte, die zwischen dem Schnappring 314 und der Laufbuchse 311, zwischen dem Zapfenteil 31a und der Laufbuchse 311, zwischen der Laufbuchse 311 und dem Ausgleichsgewicht 313 und zwischen dem Ausgleichsgewicht 313 und der vorderen Endoberfläche der Antriebswelle 31 gebildet sind. Daher werden die Reibungsoberflächen zwischen dem Schnappring 314 und der Laufbuchse 311 und zwischen dem Zapfenteil 31a und der Laufbuchse 311 durch das Schmieröl geschmiert, daß in dem Kühlmittelfluid in einem Nebelzustand suspendiert ist.
Das Kühlmittelfluid, das durch die radialen Bohrungen 31c fließt, und das Kühlmittelfluid, daß durch die zweite axiale Bohrung 31d fließt, vereinigen sich an dem zweiten Ansaugkammerteil 62 und werden entlang des Rotationsverhinderungsmechanismus 24 und dann in die äußeren abgedichteten Fluidtaschen, die durch die feste und umlaufende Spirale 21 und 22 begrenzt sind, genommen. Daher werden die inneren Reibungsoberflächen des Rotationsverhinderungsmechanismus 24 durch das Schmieröl geschmiert, das in dem Kühlmittelfluid in einem Nebelzustand suspendiert ist. Das Kühlmittelfluid, daß in die äußeren abgedichteten Fluidtaschen aufgenommen wird, geht in die Mitte mit abnehmenden Volumen davon, d.h. mit Kompression davon gemäß einer umlaufenden Bewegung der umlaufenden Spirale 22. Das komprimierte Kühlmittelfluid wird dann in die Auslaßkammer 50 durch die Ventilauslaßöffnung 21 der kreisförmigen Endplatte 21a der festen Spirale 21 ausgegeben. Das Kühlmittelfluid in der Ausgabekammer 50 fließt durch das axiale Loch 112b zu einem Einlaß eines anderen externen Elementes (nicht gezeigt), z.B. eines Kondensators.
Gemäß dem vorangehenden herkömmlichen Kompressor erstreckt sich die zweite axiale Bohrung 31d axial von dem vorderen Anschlußende der ersten axialen Bohrung 31b derart, daß die Längsachse der ersten axialen Bohrung 31b außerhalb der Längsachse der zweiten axialen Bohrung 31d angeordnet ist. Aufgrund dieser Anordnung fließt das Kühlmittelfluid uneffektiv von der ersten axialen Bohrung 31b zu der zweiten axialen Bohrung 31d während des Betriebes des Kompressors. Folglich wird ein relativ kleiner Betrag des Schmieröles in den hohlen Raum 63 durch die zweite axiale Bohrung 31d geführt. Als Resultat sind manchmal die Reibungsoberflächen zwischen der Laufbuchse 311 und den Elementen, die mit der Laufbuchse 311 verknüpft sind wie das Zapfenteil 31a und das Radialnadellager 312 unzureichend während des Betriebes des Kompressors geschmiert.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Folglich ist es eine Aufgabe der bevorzugten Ausführungsformen, eine hermetische motorangetriebene Spiralvorrichtung vorzusehen, bei der die Reibungsoberflächen der inneren Komponententeile, die mit dem Antriebsmechanismus verknüpft sind, effektiv und ausreichend geschmiert sind.
Damit die obige und andere Aufgaben der bevorzugten Ausführungsformen gelöst werden, ist eine hermetische motorangetriebene Spiralvorrichtung vorgesehen mit einem Gehäuse mit einer Fluideinlaßöffnung und einer Fluidauslaßöffnung. Ein Kompressionsmechanismus ist innerhalb des Gehäuses vorgesehen. Der Kompressionsmechanismus weist eine feste Spirale, die fest in dem Gehäuse vorgesehen ist, und eine umlaufende Spirale auf. Die feste Spirale weist eine erste Endplatte auf, von der sich ein erstes Spiralelement erstreckt, und die umlaufende Spirale weist eine zweite Endplatte auf, von der sich ein zweites Spiralelement erstreckt. Das erste und zweite Spiralelement greifen mit einer winkelmäßigen und radialen Versetzung zum Herstellen einer Mehrzahl von Linienkontakten zum Abgrenzen von mindestens einem Paar von abgedichteten Fluidtaschen ineinander.
Ein Antriebsmechanismus ist ebenfalls in dem Gehäuse vorgesehen. Der Antriebsmechanismus weist eine Antriebswelle mit einem ersten axialen Ende und einem zweiten axialen Ende gegenüber dem ersten axialen Ende auf. Das zweite axiale Ende der Antriebswelle ist benachbart zu der Fluideinlaßöffnung. Die Antriebswelle ist drehbar durch das Gehäuse gelagert. Der Antriebsmechanismus weist weiter einen Kurbelzapfen, der sich exzentrisch von dem ersten axialen Ende der Antriebswelle erstreckt, und eine Laufbuchse mit einem axialen Loch, in dem der Kurbelzapfen drehbar aufgenommen ist, auf. Die Laufbuchse verbindet betriebsmäßig den Kurbelzapfen mit der umlaufenden Spirale.
Die umlaufende Spirale wird durch die Laufbuchse in umlaufende Bewegung gebracht.
Der Antriebsmechanismus weist noch weiter einen Motor auf, der die Antriebswelle dreht. Eine Rotationsverhinderungsvorrichtung ist zum Verhindern der Drehung der umlaufenden Spirale während ihrer umlaufenden Bewegung vorgesehen.
Die Antriebswelle weist eine erste axiale Bohrung auf, die dadurch gebildet ist. Ein zweites Ende der ersten axialen Bohrung öffnet sich an dem zweiten axialen Ende der Antriebswelle. Das erste Ende der ersten axialen Bohrung endet an einer Position benachbart zu dem ersten axialen Ende der Antriebswelle. Die erste axiale Bohrung weist eine Längsachse auf. Die Antriebswelle weist weiter mindestens eine radiale Bohrung auf, die sich radial von dem ersten Ende der ersten axialen Bohrung erstreckt und sich an einer äußeren Umfangsoberfläche der Antriebswelle öffnet.
Die Antriebswelle weist noch weiter eine zweite axiale Bohrung auf, die eine Längsachse aufweist und sich von dem ersten Ende der ersten axialen Bohrung erstreckt und sich an einer axialen Endoberfläche des ersten axialen Endes der Antriebswelle öffnet. Die Längsachse der ersten axialen Bohrung ist im wesentlichen kollinear mit der Längsachse der zweiten axialen Bohrung.
Die Laufbuchse weist weiter ein erstes axiales Ende und ein zweites axiales Ende gegenüber dem ersten axialen Ende und einen darin gebildeten Durchgang auf. Das zweite axiale Ende der Laufbuchse ist dem ersten axialen Ende der Antriebswelle zugewandt. Der Durchgang weist einen axialen geraden Abschnitt mit einer Längsachse auf. Ein Ende des axialen geraden Abschnittes des Durchganges öffnet sich an dem zweiten axialen Ende der Laufbuchse. Die Längsachse des axialen geraden Abschnittes des Durchganges ist im wesentlichen mit der Längsachse der zweiten axialen Bohrung ausgerichtet.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich der axiale gerade Abschnitt des Durchganges axial von dem zweiten axialen Ende zu dem ersten axialen Ende der Laufbuchse. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform endet das erste Ende des axialen geraden Abschnittes des Durchganges an einer Position benachbart zu dem ersten axialen Ende der Laufbuchse. Der Durchgang weist weiter mindestens einen radialen geraden Abschnitt auf, der sich radial von dem ersten Ende des axialen geraden Abschnittes des Durchganges durch das in der Laufbuchse gebildete axiale Loch erstreckt und an einer äußeren Umfangsoberfläche der Laufbuchse endet.
Diese und andere Merkmale und Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden ersichtlich, wenn die Beschreibung in Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen gelesen wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Längsschnittansicht eines hermetischen motorangetriebenen Spiralkompressors gemäß einer Ausführungsform des Standes der Technik.
Fig. 2 ist eine Längsschnittansicht eines hermetischen motorangetriebenen Spiralkompressors gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform.
Fig. 3 ist eine vergrößerte Längsschnittansicht eines Teiles des in Fig. 2 gezeigten hermetischen motorangetriebenen Spiralkompressors.
Fig. 4 ist eine Ansicht ähnlich der Figur 3, die einen Teil eines hermetischen motorangetriebenen Spiralkompressors gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform darstellt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Fig. 2 und 3 stellen einen Gesamt- und Teilaufbau eines hermetischen motorangetriebenen Spiralkompressors gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform dar. Zum Zwecke der Erläuterung nur wird die linke Seite der Figuren 2 und 3 als das vordere Ende oder die Front des Kompressors bezeichnet, und die rechte Seite der Figuren 2 und 3 wird als das hintere Ende oder Rückseite des Kompressors bezeichnet. Weiter sind in Figuren 2 und 3 Elemente ähnlich zu jenen, die in Fig. 1 gezeigt sind, mit entsprechenden Bezugszeichen in Bezug auf Fig. 1 versehen, und die Beschreibung einiger der identischen Elemente wird im wesentlichen weggelassen. Daher werden nur Merkmale oder Aspekte, die sich auf die erste bevorzugte Ausführungsform beziehen, im einzelnen unten beschrieben.
Es wird Bezug genommen auf Fig. 2 und 3, ein Antriebsmechanismus 30 des hermetischen motorangetriebenen Spiralkompressors 10 weist eine Antriebswelle 31 mit einer zweiten axialen Bohrung 31e auf, die durch einen vorderen Endabschnitt der Antriebswelle 31 gebildet ist. Ein Ende der zweiten axialen Bohrung 31e öffnet sich an dem vorderen Anschlußende der ersten axialen Bohrung 31b Das andere Ende der axialen Bohrung 31e öffnet sich an einer vorderen Endoberfläche der Antriebswelle 31. Der Durchmesser der zweiten axialen Bohrung 31e ist kleiner als der Durchmesser der ersten axialen Bohrung 31b, aber die Längsachse der ersten axialen Bohrung 31b ist bevorzugt im wesentlichen kollinear mit der der zweiten axialen Bohrung 31e. Ein Durchgang 33 ist axial durch das Ausgleichsgewicht 313 und die Laufbuchse 311 gebildet. Ein Ende des Durchganges 33 öffnet sich an einer hinteren Endoberfläche des Ausgleichsgewichtes 313 und ist dem offenen Ende der zweiten axialen Bohrung 31e zugewandt. Das andere Ende des Durchganges 33 öffnet sich an einer Bodenoberfläche der flachen Vertiefung 311a der Laufbuchse 311. Folglich erstreckt sich der Durchgang 33 axial von der hinteren Endoberfläche des Ausgleichsgewichtes 313 und öffnet sich an der Bodenoberfläche der flachen Vertiefung 311a der Laufbuchse 311. Der Durchmesser des Durchganges 33 ist bevorzugt im wesentlichen gleich dem Durchmesser der zweiten axialen Bohrung 31e, und die Längsachse des Durchganges 33 ist bevorzugt im wesentlichen mit der Längsachse der zweiten axialen Bohrung 31e ausgerichtet. Daher bilden die zweite axiale Bohrung 31e und der Durchgang 33 zusammen eine einzige axiale Bohrung.
Im Betrieb wird ein Kühlmittelfluid, das von einem Auslaß von einem externen Element (nicht gezeigt), z.B. einem Verdampfer fließt, in das axiale Loch 113c geleitet und fließt dann durch die erste axiale Bohrung 31b der Antriebswelle 31. Ein Teil des Kühlmittelfluids in der ersten axialen Bohrung 31b fließt in den ersten Ansaugkammerteil 61 durch mindestens eine radiale Bohrung 31c (bei dieser Ausführungsform ist eine Mehrzahl von radialen Bohrungen 31c vorgesehen, wie in Fig. 2 gezeigt ist), und dann fließt es weiter zu dem zweiten Ansaugkammerteil 62 durch Löcher 35 in dem inneren Block 23. Der Rest des Kühlmittelfluids in der ersten axialen Bohrung 31b der Antriebswelle 31 fließt durch die zweite axiale Bohrung 31e und den Durchgang 23, und dann fließt es in einen hohlen Raum 63, der durch die kreisförmige Endplatte 22a der umlaufenden Spirale 22, den ringförmigen Vorsprung 22c und die Laufbuchse 311 abgegrenzt ist. Ein Teil des Kühlmittelfluid in dem Hohlraum 63 fließt zu dem zweiten Ansaugkammerteil 62 entlang innerer Lücken des Radialnadellagers 312 und der Lücken, die zwischen dem Radialnadellager 312 und dem ringförmigen Vorsprung 22c und zwischen dem Radialnadellager 312 und der Laufbuchse 311 gebildet sind. Daher werden die inneren Reibungsoberflächen zwischen dem Radialnadellager 312 und dem ringförmigen Vorsprung 22c und die Reibungsoberflächen zwischen dem Radialnadellager 312 und der Laufbuchse 311 durch ein Schmiermittel, z.B. ein Schmieröl, das in dem Kühlmittelfluid in einem Nebelzustand suspendiert ist, geschmiert. Der Rest des Kühlmittelfluids in dem Hohlraum 63 fließt in den zweiten Ansaugkammerteil 62 durch kleine Luftspalte, die zwischen dem Schnappring 314 und der Laufbuchse 311, zwischen dem Zapfenteil 31a und der Laufbuchse 311, zwischen der Laufbuchse 311 und dem Ausgleichsgewicht 313 und zwischen dem Ausgleichsgewicht 313 und der vorderen Endoberfläche der Antriebswelle 31 gebildet sind. Daher werden die Reibungsoberflächen zwischen dem Schnappring 314 und der Laufbuchse 311 und zwischen dem Zapfenteil 31a und der Laufbuchse 311 geschmiert.
Das Kühlmittelfluid, das durch die Radialnadelbohrungen 31c fließt, und das Kühlmittelfluid, das durch die zweite axiale Bohrung 31e und den Durchgang 31 fließt, werden an dem zweiten Ansaugkammerteil 62 verschmolzen und dann entlang des Rotationsverhinderungsmechanismus 24 in die äußeren abgedichteten Fluidtaschen geführt, die durch die feste und die umlaufende Spirale 21 und 22 abgegrenzt sind. Daher werden die inneren Reibungsoberflächen des Rotationsverhinderungsmechanismus 24 durch das Schmieröl geschmiert, das in dem Kühlmittelfluid in einem Nebelzustand suspendiert ist. Das in die äußeren abgedichteten Fluidtaschen übertragene Kühlmittelfluid geht zur Mitte unter Abnahme des Volumens davon, d.h. unter Kompression davon gemäß der umlaufenden Bewegung der umlaufenden Spirale 22. Das komprimierte Kühlmittelfluid wird dann in die Auslaßkammer 50 durch die Ventilauslaßöffnung 21c der kreisförmigen Endplatte 21a der festen Spirale 21 ausgegeben. Das Kühlmittelfluid in der Auslaßkammer 50 fließt durch das axiale Loch 112b zu einem Einlaß eines anderen externen Elementes der Klimaanlage (nicht gezeigt), z.B. ein Kondensator.
Gemäß dem hermetischen motorangetriebenen Spiralkompressor gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform erstrecken sich die zweite axiale Bohrung 31e und der Durchgang 33, die zusammen eine einzige axiale Bohrung bilden, axial von dem vorderen Anschlußende der ersten axialen Bohrung 31b derart, daß die Längsachsen der zweiten axialen Bohrung 31e und des Durchganges 33 mit der Längsachse der ersten axialen Bohrung 31b ausgerichtet sind. Daher kann das Kühlmittelfluid effektiv von der ersten axialen Bohrung 31b zu der zweiten axialen Bohrung 31e und durch den Durchgang 33 während des Betriebes des Kompressors fließen. Folglich wird ein relativ großer Betrag des Schmieröles, das in dem Kühlmittelfluid in einem Nebelzustand suspendiert ist, in den Hohlraum 63 durch die zweite axiale Bohrung 31e und den Durchgang 33 geführt. Als Resultat wird eine effektive Schmierung der Reibungsoberflächen zwischen der Laufbuchse 311 und den mit der Laufbuchse 311 verknüpften Elementen wie Zapfenteil 31a und Radialnadellager 312 während des Betriebes des Kompressors ausgeführt.
Fig. 4 stellt einen Teilaufbau eines hermetischen motorangetriebenen Spiralkompressors gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform dar. Zum Zwecke der Erläuterung nur wird die linke Seite von Fig. 4 als das vordere Ende oder die Front des Kompressors bezeichnet, und die rechte Seite von Fig. 4 wird als das hintere Ende oder die Rückseite des Kompressors bezeichnet. Weiter werden in Fig. 4 Elemente ähnlich zu denen, die in Fig. 1 gezeigt sind, entsprechende Bezugszeichen in Bezug auf Fig. 1 zugeordnet, und die Beschreibung von einigen der identischen Elemente wird im wesentlichen weggelassen. Daher werden nur Merkmale oder Aspekte, die sich auf die zweite bevorzugte Ausführungsform beziehen, im einzelnen unten beschrieben.
Es wird Bezug genommen auf Fig. 4, ein Durchgang 34 mit einem axialen geraden Abschnitt 34a und mindestens einem radialen geraden Abschnitt 34b ist durch das Ausgleichsgewicht 313 und die Laufbuchse 311 gebildet. Ein Ende des axialen geraden Abschnittes 34a des Durchganges 34 öffnet sich an einer hinteren Endoberfläche des Ausgleichsgewichtes 313 und ist dem vorderen offenen Ende der zweiten axialen Bohrung 31e zugewandt. Das andere Ende des axialen geraden Abschnittes 34a des Durchganges 34 endet an einer Position benachbart aber vor der Bodenoberfläche der flachen Vertiefung 311a der Laufbuchse 311. Der Durchmesser des axialen geraden Abschnittes 34a des Durchganges 34 ist bevorzugt im wesentlichen gleich dem Durchmesser der zweiten axialen Bohrung 31e, und die Längsachse des axialen geraden Abschnittes 34a des Durchganges 34 ist bevorzugt im wesentlichen der Längsachse der zweiten axialen Bohrung 31e ausgerichtet. Daher bilden die zweite axiale Bohrung 31e und der axiale gerade Abschnitt 34a des Durchganges 34 gemeinsam eine einzige axiale Bohrung.
Mindestens ein radialer gerader Abschnitt 34b erstreckt sich radial von dem vorderen Ende des axialen geraden Abschnittes 34a des Durchganges und öffnet sich nach dem axialen Loch 311b an einer äußeren Umfangsoberfläche der Laufbuchse 311. Der Durchmesser des radialen geraden Abschnittes 34b des Durchganges 34 ist bevorzugt so ausgelegt, daß er im wesentlichen gleich dem Durchmesser des axialen geraden Abschnittes 34a des Durchganges 34 ist.
Gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform wird im wesentlichen das gesamte Kühlmittelfluid, das durch den Durchgang 34 fließt, direkt entlang dem axialen Loch 311b der Laufbuchse 311 und in die Lücke, die zwischen dem Radialnadellager 312 und der Laufbuchse 311 gebildet ist, geführt. Als Resultat werden die Reibung soberflächen zwischen der Laufbuchse 311 und dem Radialnadellager 312 und zwischen der Laufbuchse 311 und dem Zapfenteil 31a effektiv und ausreichend durch Schmieröl geschmiert, das in dem Kühlmittelfluid in einem Nebelzustand suspendiert ist. Die anderen Effekte und Betriebsweise des Kompressors gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform sind ähnlich zu denen der ersten bevorzugten Ausführungsform, so daß eine Erläuterung davon weggelassen wird.
Obwohl diese Erfindung im einzelnen in Verbindung mit den bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden ist, dient die Beschreibung nur zu Beispielszwecken, und der Umfang der vorliegenden Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Es wird von dem Durchschnittsfachmann verstanden, daß andere Variationen und Modifikationen leicht innerhalb des Umfanges der Erfindung gemacht werden können, wie sie durch die beigefügten Ansprüche definiert ist.

Claims

1. Hermetische motorangetriebene Spiralvorrichtung mit einem Gehäuse (11) mit einer Fluideinlaßöffnung (113c) und einer Fluidauslaßöffnung (112b);

einem Kompressionsmechanismus (20), der in dem Gehäuse (11) vorgesehen ist, wobei der Kompressionsmechanismus (20) eine feste Spirale (21), die fest in dem Gehäuse (11) vorgesehen ist und eine erste Endplatte (21a) aufweist, von der sich ein erstes Spiralelement (21b) erstreckt, und eine umlaufende Spirale (22) mit einer zweiten Endplatte (22a), von der sich ein zweites Spiralelement (22b) erstreckt, aufweist, wobei das erste und zweite Spiraleleinent (23b, 22b) mit einer winkelmäßigen und radialen Versetzung zum Herstellen einer Mehrzahl von Linienkontakten zum Abgrenzen von mindestens einem Paar von abgedichteten Fluidtaschen ineinandergreifen;

einem Antriebsmechanismus (30), der in dem Gehäuse (11) vorgesehen ist, wobei der Antriebsmechanismus eine Antriebswelle (31) mit einem ersten axialen Ende und einem zweiten axialen Ende gegenüber dem ersten axialen Ende aufweist, das zweite axiale Ende der Antriebswelle (31) benachbart zu der Fluideinlaßöffnung (113c) positioniert ist, die Antriebswelle drehbar durch das Gehäuse (11) gelagert ist, wobei der Antriebsmechanismus (30) weiter einen Kurbelzapfen (31a), der sich exzentrisch von dem ersten radialen Ende der Antriebswelle (31) erstreckt, und eine Laufbuchse (311) mit einem axialen Loch (311b), indem der Kurbelzapfen (31a) drehbar aufgenommen ist, aufweist, die Laufbuchse (311) betriebsmäßig den Kurbelzapfen (31a) mit der umlaufenden Spirale (22) verbindet, die umlaufende Spirale (22) durch die Laufbuchse (311) in umlaufender Bewegung bewegt wird, und wobei der Antriebsmechanismus (30) weiter einen Motor (32) aufweist, der die Antriebswelle (31) dreht;

einem Rotationsverhinderungsmittel (24) zum Verhindern der Drehung der umlaufenden Spirale (22) während ihrer umlaufenden Bewegung;

wobei die Antriebswelle (31) eine erste radiale Bohrung (31b) aufweist, die dadurch gebildet ist, ein erstes Ende der ersten axialen Bohrung (31b) an dem ersten axialen Ende der Antriebswelle (31) endet, ein zweites Ende der ersten axialen Bohrung (31b) sich an einer Position benachbart zu dem zweiten axialen Ende der Antriebswelle (31) öffnet, die erste axiale Bohrung (31b) eine Längsachse aufweist, wobei die Antriebswelle (31) mindestes eine radiale Bohrung (31c) aufweist, die sich radial von dem ersten Ende der ersten axialen Bohrung (31b) erstreckt und sich an einer äußeren Umfangsoberfläche der Antriebswelle (31) öffnet;

wobei die Antriebswelle (31) weiter eine zweite axiale Bohrung (31e) aufweist, die eine Längsachse aufweist und die sich von dem ersten Ende der ersten axialen Bohrung (31b) erstreckt und die sich an einer axialen Endoberfläche des ersten axialen Endes der Antriebswelle (31) öffnet;

dadurch gekennzeichnet,

daß die Längsachse der ersten axialen Bohrung (31b) im wesentlichen kollinear zu der Längsachse der zweiten axialen Bohrung (31e) ist und

daß die Laufbuchse (311) weiter ein erstes axiales Ende und ein zweites axiales Ende gegenüber dem ersten axialen Ende und einen darin gebildeten Durchgang (33; 34) aufweist, wobei das zweite axiale Ende der Laufbuchse (311) dem ersten axialen Ende der Antriebswelle (31) zugewandt ist, der Durchgang (33; 34) einen axialen geraden Abschnitt mit einer Längsachse aufweist und ein Ende des axialen geraden Abschnittes des Durchganges (33; 34) sich an dem zweiten axialen Ende der Laufbuchse (311) öffnet, und daß die Längsachse des axialen geraden Abschnittes des Durchganges (33; 34) im wesentlichen mit der Längsachse der zweiten axialen Bohrung (31e) ausgerichtet ist.

2. Hermetische motorangetriebene Spiralvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der zweiten axialen Bohrung (31e) kleiner als der Durchmesser der ersten axialen Bohrung (31b) ist.

3. Hermetische motorangetriebene Spiralvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der zweiten axialen Bohrung (31e) im wesentlichen gleich dem Durchmesser des axialen geraden Abschnittes des Durchganges (33; 34) ist.

4. Hermetische motorangetriebene Spiralvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale gerade Abschnitt des Durchganges (33; 34) in Fluidverbindung mit dem ersten axialen Ende der Laufbuchse (311) steht.

5. Hermetische motorangetriebene Spiralvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale gerade Abschnitt des Durchganges (33; 34) sich von dem zweiten axialen Ende zu dem ersten axialen Ende der Laufbuchse (311) erstreckt.

6. Hermetische motorangetriebene Spiralvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse der zweiten axialen Bohrung (31e) mit der Längsachse der ersten axialen Bohrung (31b) ausgerichtet ist.

7. Hermetische motorangetriebene Spiralvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ende des axialen geraden Abschnittes des Durchganges (34) an einer Position benachbart zu dem ersten axialen Ende der Laufbuchse (311) endet und

daß der Durchgang (34) weiter mindestens einen radialen geraden Abschnitt (34b) aufweist, der sich radial von dem ersten Ende des axialen geraden Abschnittes (34a) des Durchganges (34) durch das in der Laufbuchse (311) gebildete axiale Loch (311b) erstreckt und an einer äußeren Umfangsoberfläche der Laufbuchse (311) endet.

8. Hermetische motorangetriebene Spiralvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des geraden Abschnittes (34a) des Durchganges (34) im wesentlichen gleich dem Durchmesser des mindestens einen radialen geraden Abschnittes (34b) des Durchganges (34) ist.

9. Hermetische motorangetriebene Spiralvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Ausgleichsgewicht (313) fest an einer Erstreckung des zweiten axialen Endes der Laufbuchse (311) zum Ausmitteln des Drehmomentes der Antriebswelle (31) während ihrer Drehung vorgesehen ist.

10. Hermetische motorangetriebene Spiralvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale gerade Abschnitt des Durchganges (33; 34) sich durch das Ausgleichsgewicht (313) erstreckt.