DE4134939C2 - Spiralverdichter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Spiralverdichter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 39 32 495 A1 ist ein Spiralverdichter dieser Art bekannt, der als Verdichter für gasförmige Strömungsmedien in einem geschlossenen Kreislaufsystem, wie z. B. in einer Kälte- oder Klimaanlage, eingesetzt werden kann. Die Schmierung der beiden zusammenwirkenden Spiralwände des ersten und des zweiten Spiralelementes erfolgt in einem solchen geschlossenen Kreislauf üblicherweise durch ein Schmiermittel, das mit dem zu verdichtenden gasförmigen Strömungsmedium mischbar ist und mit diesem teilweise innerhalb des geschlossenen Systems zirkuliert. Aufgrund der Drehbewegung der Spiralelemente wird das zu verdichtende Strömungsmedium in der Umgebung der Spiralelemente verwirbelt. So bildet sich aufgrund der Umlaufbewegung der Spiralelemente nach einer Anlaufzeit ein zentrifugales Flußfeld in der Peripherie der Spiralelemente und abhängig von deren Drehrichtung aus. Aufgrund des zentrifugalen Flußfeldes scheidet sich das mit dem zu vedichtenden Strömungsmedium mischbare Schmiermittel ab und sammelt sich in einem in dem unter Ansaugdruck stehenden Bereich des Gehäuses vorgesehenen Schmiermittelsumpf an. Ferner wird das zur Lagerung der Antriebswelle des ersten Spiralelementes notwendige erste Lager und das zur Lagerung des Wellenstumpfes des zweiten Spiralelementes notwendige zweite Lager mit Schmiermittel über vorgesehene Schmiermittelkanäle versorgt, welche mit einem in dem unter Auslaßdruck stehenden Bereich des Gehäuses vorgesehenen Schmiermittelreservoir strömungsverbunden sind. Nach Schmierung des ersten und zweiten Lagers gelangt auch dieses Schmiermittel in den in dem unter Ansaugdruck stehenden Bereich vorgesehenen Schmiermittelsumpf.

Bei dem bekannten Spiralverdichter können sich verschiedene Nachteile ergeben. Da sich aufgrund des zentrifugalen Flußfeldes das Schmiermittel von dem zu verdichtenden Strömungsmedium abscheidet, steht kaum Schmiermittel zur Schmierung der in den Endplatten zusammenwirkenden Spiralwände der Spiralelemente zur Verfügung. Einerseits hat dies einen hohen Verschleiß der Spiralwände der Spiralelemente zur Folge, andererseits tritt eine erhöhte Leckage zwischen den einzelnen von den Spiralwänden gebildeten Kammern auf, so daß das zu verdichtende Strömungsmedium aus diesen entweicht, wodurch der Gesamtwirkungsgrad des Spiralverdichters verringert wird.

Aus der DE 33 41 637 A1 ist ein Spiralverdichter mit nur einem umlaufenden und feststehenden Spiralelement bekannt. Zur Schmierung der äußeren Enden der Endplatten ist in der Endplatte des umlaufenden Spiralelementes ein Schmiermittelkanal vorgesehen. Dieser Schmiermittelkanal ist mit einem in dem unter Auslaßdruck stehenden Bereich vorgesehenen Schmiermittelsumpf über einen in der Antriebswelle des umlaufenden Spiralelementes vorgesehenen weiteren Schmiermittelkanal strömungsverbunden. Aufgrund des auf den Schmiermittelsumpf wirkenden Auslaßdruckes gelangt Schmiermittel in den in der Endplatte vorgesehenen Schmiermittelkanal, wodurch eine Schmierung der äußeren Enden der Endplatte erfolgt. Von hier aus gelangt dann das Schmiermittel in eine Gegendruckkammer. Die Gegendruckkammer ist sehr groß ausgeführt, so daß auf die gesamte Fläche des umlaufenden Spiralelementes, insbesondere auf die Endplatte des umlaufenden Spiralelementes, eine Kraft ausgeübt werden kann, um die Spiralwände der Spiralelemente fest aufeinanderzu zu drücken. Aus der Gegendruckkammer gelangt über sehr feine Bohrungen bzw. Schmiermittelkanäle Schmiermittel aus der Gegendruckkammer in eine durch die Spiralwände gebildete (Kompressions-)Kammer.

Aus der DE 33 44 015 A1 ist eine Spiral- bzw. Ringkolbenpumpe bekannt, bei der zur Vermeidung von Lagerschäden ein Schmiermittelfluß realisiert ist. Die Spiral- bzw. Ringkolbenpumpe weist einen an einer Kolbenwelle gelagerten Verdrängungskörper auf. Die Kurbelwelle und der Verdrängungskörper sind notwendigerweise mit Hilfe von mehreren Lagern gelagert. Ein Schmiermittelfluß ist nun dadurch realisiert, daß die Kurbelwelle einen Zulaufkanal und einen Rücklaufkanal aufweist, die entsprechende Schmiermittelreservoire miteinander verbinden. An der Kurbelwelle ist ein in ein Schmiermittelreservoir periodisch eintauchendes, gebogenes Schöpfrohr angeordnet, welches Schmiermittel in den Zulaufkanal der Kurbelwelle fördert, in dem es bei Rotation der Kurbelwelle periodisch in das Schmiermittelreservoir eintaucht. Hierbei wird von der Überlegung ausgegangen, daß der beim Eintauchen durch das in Umlaufrichtung ausgerichtete Schöpfrohr im Schöpfrohr wirkende Staudruck größer sein muß als der durch die Fliehkraft bedingte Druck, wenn das Schöpfrohr mit Abstand zur Kurbelwellenmitte in den Zulaufkanal hineinragt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen Spiralverdichter der in Rede stehenden Art derart auszugestalten und weiterzubilden, daß ein konstanter und kontrollierbarer Schmiermittelfluß zu den Spiralwänden der Spiralelemente gewährleistet und der Gesamtwirkungsgrad des Spiralverdichters erhöht ist.

Diese Aufgabe ist bei dem Spiralverdichter mit den Oberbegriffsmerkmalen des Patentanspruchs 1 dadurch gelöst, daß mindestens eine der Endplatten der Spiralelemente mindestens einen Schmiermittelkanal mit einer in eine abwechselnd offene und geschlossene radial äußere Arbeitskammer führenden Auslaßöffnung aufweist, und daß der Schmiermittelkanal mit einer an dem entsprechenden Spiralelement angeordneten Aufnahmeleitung verbunden ist, die in den Schmiermittelsumpf eintaucht. Dadurch, daß nun der unter Ansaugdruck stehende Schmiermittelsumpf mit der von den Spiralwänden der Spiralelemente gebildeten Arbeitskammer strömungsverbunden ist und ein Schmiermittelfluß über den in einer der Endplatten vorgesehenen Schmiermittelkanal in die an dem entsprechenden Spiralelement angeordnete Aufnahmeleitung gewährleistet ist, gelangt das Schmiermittel in die von den Spiralwänden gebildete Arbeitskammer und schmiert von hier ausgehend die mit den entsprechenden Endplatten zusammenwirkenden Spiralwände. Da die Aufnahmeleitung an dem Spiralelement angeordnet ist, dreht sich diese mit dem Spiralelement, wobei sie dann Schmiermittel aus dem unter Ansaugdruck stehenden Schmiermittelsumpf aufnimmt. In Abhängigkeit von der Rotationsgeschwindigkeit der Aufnahmeleitung innerhalb des Schmiermittelsumpfes entsteht ein Druckgefälle, so daß Schmiermittel vom Schmiermittelsumpf in die Aufnahmeleitung und somit über den Schmiermittelkanal in die Arbeitskammer gedrückt wird.

Die zuvor genannte Aufgabe wird alternativ bei einem Spiralverdichter mit den Oberbegriffsmerkmalen des Patentanspruches 3 dadurch gelöst, daß mindestens eine der Endplatten der Spiralelemente mindestens einen Schmiermittelkanal mit einer Einlaßöffnung und einer in eine abwechselnd offene und geschlossene radial äußere Arbeitskammer führenden Auslaßöffnung aufweist, und daß die Einlaßöffnung mit jeweils einer das Schmiermittel nach Schmierung des ersten bzw. zweiten Lagers aufnehmenden Sammelkammer verbunden ist, wobei die Sammelkammer durch ein zwischen der ersten Endplatte und dem mittleren Rahmenbereich bzw. zwischen der zweiten Endplatte und einem Lagergehäuse des zweiten Lagers angeordnetes kreisringförmiges Dichtungselement begrenzt wird. Da bei dieser Lösung nach Schmierung des ersten bzw. zweiten Lagers das Schmiermittel in eine Sammelkammer gelangt, die durch ein zwischen der Endplatte und dem mittleren Rahmenbereich bzw. zwischen der zweiten Endplatte und einem Lagergehäuse des zweiten Lagers angeordnetes kreisringförmiges Dichtungselement begrenzt wird und diese Sammelkammer über den in der entsprechenden Endplatte vorgesehenen Schmiermittelkanal mit der durch die Spiralwände gebildeten ersten Kammer strömungsverbunden ist, ist wiederum ein Schmiermittelfluß zu den Spiralwänden gewährleistet. Von Vorteil ist hierbei auch, daß eine Ansammlung von Schmiermittel in dem unter Ansaugdruck stehenden Schmiermittelsumpf vermieden und das Schmiermittel nach Schmierung des ersten bzw. zweiten Lagers direkt zu den Spiralwänden der Spiralelemente geleitet wird.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise ausgestalten und weiterzubilden. Dazu ist auf die nachfolgende Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 im Schnitt eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit zwei gemeinsam drehenden Spiralelementen,

Fig. 2 in einer schematischen Darstellung ein geschlossenes Kreislaufsystem, z. B. eine Kälte- oder Klimaanlage mit einem erfindungsgemäßen Spiralverdichter,

Fig. 3 in einer vergrößerten Darstellung teilweise den Gegenstand aus Fig. 1,

Fig. 4 in einer vergrößerten Darstellung, geschnitten, ein erstes weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Spiralverdichters,

Fig. 5 in einer vergrößerten Darstellung, geschnitten, ein zweites weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Spiralverdichters,

Fig. 6 in einer vergrößerten Darstellung, geschnitten, ein drittes weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Spiralverdichters,

Fig. 6a eine bevorzugte Ausführungsform der Aufnahmeleitung,

Fig. 6b ein zweites Ausführungsbeispiel einer Aufnahmeleitung,

Fig. 6c ein anderes Ausführungsbeispiel einer Aufnahmeleitung,

Fig. 7 in einer vergrößerten Darstellung, geschnitten, ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Spiralverdichters,

Fig. 8 in einer vergrößerten Darstellung, geschnitten, ein fünftes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Spiralverdichters,

Fig. 9 in einer vergrößerten Darstellung, geschnitten, ein sechstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Spiralverdichters,

Fig. 10 den Gegenstand aus Fig. 5 im Schnitt entlang der Linie 10-10 mit der bevorzugten Anordnung der Auslaßöffnungen des Schmiermittelkanals gestrichelt hervorgehoben,

Fig. 11 den Gegenstand aus Fig. 4 im Schnitt entlang der Linie 11-11 mit der bevorzugten Anordnung der Auslaßöffnungen des Schmiermittelkanals gestrichelt hervorgehoben,

Fig. 12 in einer vergrößerten Darstellung, geschnitten, ein siebentes weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Spiralverdichters.

In Fig. 1 ist allgemein eine Ausführungsform eines Spiralverdichters 20 dargestellt. Dieser weist ein luftdicht abgeschlossenes Gehäuse 22, mit einem oberen Bereich 24, einem unteren Bereich 26, und einem mittigen äußeren Gehäusebereich 27, wobei sich der mittige äußere Gehäusebereich 27 zwischen dem oberen Bereich 24 und dem unteren Bereich 26 erstreckt, und einen dazwischenliegenden mittigen Rahmenbereich 28 auf, wobei der mittige Rahmenbereich 28 innerhalb des mittigen äußeren Gehäusebereichs 27 angeordnet ist. Das äußere Gehäuse 27 ist im allgemeinen ein zylindrischer Körper. Der mittige Rahmenbereich 28 weist im allgemeinen einen zylindrischen oder ringförmigen äußeren Bereich 30 und einen mittleren Bereich 32 auf, wobei sich der mittlere Bereich 32 über den Querschnitt des Spiralverdichters 20 erstreckt. Der kreisringförmige äußere Bereich 30 des mittigen Rahmenbereichs 28 ist größenmäßig auf das äußere Gehäuse 27 abgestimmt, so daß der mittige Rahmenbereich 28 dichtend am äußeren Gehäuse 27 angebracht ist. Dies kann durch eine Preßpassung, durch eine Schweißverbindung, sowie durch andere geeignete Mittel erreicht werden.

Ein im wesentlichen zylindrisches oberes Lagergehäuse 34 ist als integraler Bestandteil des mittigen Rahmenbereichs 28 ausgebildet. Das Lagergehäuse 34 ist im wesentlichen koaxial zu der Achse des zylindrischen äußeren Gehäusebereichs 30 angeordnet. Axial durch das obere Lagergehäuse 34 hindurch erstreckt sich ein Durchgang 36 für eine Antriebswelle 84. Ein oberes Hauptlager 38 ist radial innerhalb des Durchgangs 36 angeordnet. Das obere Hauptlager 38 ist vorzugsweise als Dreh- oder Radiallager ausgeführt und aus gesinteter Bronze oder ähnlichem Material gefertigt. Das obere Hauptlager 38 kann ebenso als Kugel- oder Rollenlager ausgeführt sein.

Innerhalb des oberen Bereichs 24 und des mittigen äußeren Gehäusebereichs 27 des luftdicht abgeschlossenen Gehäuses 22 ist ein Motor 40 angeordnet. Der Motor 40 ist vorzugsweise als Ein-Phasen- oder als Drei-Phasen-Elektromotor mit einem allseitig einen Rotor 44 umgebenden Stator 42 ausgeführt. Zwischen dem Stator 42 und dem Rotor 44 ist ein kreisringförmiger Raum, sowohl zur ungehinderten Drehung des Rotors 44 innerhalb des Stators 42, als auch zum ungehinderten Durchfluß von Schmier- und Kältemittel ausgebildet. Der Stator 42 kann innerhalb des mittigen äußeren Gehäusebereichs 27 durch eine Preßpassung, durch eine Vielzahl von Bolzen oder Schrauben (nicht dargestellt), durch Schweißverbindungen an geeigneten Montageflächen des Stators 42 und des mittigen äußeren Gehäusebereichs 27 (nicht dargestellt), oder durch andere geeignete Mittel angeordnet sein.

Der Spiralverdichter 20 weist im oberen Bereich 24 des Gehäuses eine Ausstoßöffnung 50 und im unteren Bereich 26 des Gehäuses eine Ansaugöffnung 52 auf. Durch die Ansaugöffnung 52 gelangt das unter geringem Druck stehende Strömungsmedium in den Spiralverdichter 20 und verläßt diesen, nachdem es auf einen höheren Druck verdichtet worden ist, durch die Ausstoßöffnung 50. Der Spiralverdichter 20 kann somit an einen geschlossenen Kreislauf, z. B. an eine Kälte- oder Klimaanlage, angeschlossen werden.

Ein derart geschlossener Kreislauf ist allgemein schematisch in Fig. 2 dargestellt. Dieser umfaßt eine zwischen der Ausstoßöffnung 50 und einem Verflüssiger 60 angeordnete Auslaßleitung 54. Der Verflüssiger 60 dient zur Wärmeentnahme aus der Kälteanlage und zum Verflüssigen des Kältemittels. Eine Leitung 62 verbindet den Verflüssiger 60 mit einem Ausdehnungsventil 64. Das Ausdehnungsventil 64 könnte thermisch oder elektrisch auf das Signal eines in den Figuren nicht gezeigten Reglers hin betätigbar sein. Eine weitere Leitung 66 verbindet das Ausdehnungsventil 64 mit einem Verdampfer 68. Zum Zwecke der Wärmeaufnahme wird über die Leitung 66 das ausgedehnte bzw. entspannte Kältemittel vom Ausdehnungsventil 64 zum Verdampfer 68 geleitet. Schließlich leitet eine Ansaugleitung 70 das verdampfte Kältemittel vom Verdampfer 68 zum Spiralverdichter 20, in dem das Kältemittel verdichtet wird. Von dort aus gelangt das Kältemittel entsprechend vorangegangener Beschreibung wieder in die Kälteanlage.

Der prinzipielle Aufbau und die grundsätzliche Funktion der in Rede stehenden Kälteanlage mit einem erfindungsgemäßen Spiralverdichter 20 sind aus dem Stand der Technik bekannt, so daß hier auf eine detaillierte Beschreibung der Bauteile einer solchen Kälteanlage verzichtet werden kann. Ebenso könnte eine solche Kälteanlage bzw. eine solche Klimaanlage auch mehrere erfindungsgemäße Spiralverdichter 20 enthalten. Dabei könnten die Spiralverdichter im strömungstechnischen Sinne parallel oder in Serie geschaltet sein. Auch der Verflüssiger und der Verdampfer könnten mehrfach vorhanden sein, was hier nicht näher erörtert werden muß.

Nach der zuvor erfolgten Beschreibung der allgemeinen Konstruktion des Spiralverdichters 20 werden im folgenden die erfindungsgemäßen Merkmale genauer erörtert. Fig. 1, aber insbesondere Fig. 3, zeigen gemeinsam eine Anordnung zweier Spiralelemente, nämlich ein erstes Spiralelement 76 und ein zweites Spiralelement 78. Das erste Spiralelement 76 weist eine abstehende erste evolventenkurvenähnlich verlaufende Spiralwand 80 auf, wobei die Spiralwand 80 integraler Bestandteil einer im wesentlichen ebenen Endplatte 82 ist. Die Endplatte 82 weist eine im wesentlichen mittig angeordnete erste Antriebswelle 84 auf, wobei die erste Antriebswelle 84 der Spiralwand 80 entgegengesetzt angeordnet ist. Durch eine sich mittig durch die Antriebswelle 84 hindurch erstreckende mittige Bohrung ist ein Auslaßkanal 86 gebildet. Der Auslaßkanal 86 ist mit einer Auslaßöffnung 88 strömungsverbunden, wobei die Auslaßöffnung 88 im allgemeinen als eine in der Endplatte 82 mittige Bohrung ausgeführt ist. Die Antriebswelle 84 weist einen sich zur freien, gelagerten Drehbewegung durch das obere Hauptlager 38 hindurch erstreckenden Bereich 90 mit erweitertem Durchmesser und einen sich axial durch den Rotor 44 hindurch erstreckenden Bereich 92 mit verringertem Durchmesser auf. Der Bereich 92 ist mit dem Rotor 44 fest verbunden. Diese Verbindung ist entweder in Form einer Preßpassung oder durch Keile und dazugehörende Keilnuten oder andere geeignete Mittel ausgebildet.

Das zweite oder indirekt angetriebene Spiralelement 78 weist eine zweite indirekt angetriebene Spiralwand 100 auf, wobei diese so angeordnet ist, daß sie durch Verschachtelung mit der ersten Spiralwand 80 im Eingriff steht. Das zweite Spiralelement 78 weist zudem eine im wesentlichen ebene zweite Endplatte 102 auf. Die zweite Spiralwand 100 verläuft im allgemeinen evolventenkurvenähnlich und ist abragend an der zweiten Endplatte 102 angeordnet. Diesem entgegengesetzt ist an der Endplatte 102 ein Wellenstumpf 104 angeordnet. Die Bezeichnung des indirekt angetriebenen Spiralelementes 78 als das zweite Spiralelement und des direkt angetriebenen Spiralelementes 76 als das erste Spiralelement ist willkürlich und beliebig austauschbar.

Ein kreisringförmiges Lager 110 ist innerhalb einer kreisringförmigen Wandung, bezeichnet als Lagergehäuse 112, angeordnet, wobei das kreisringförmige Lager 110 z. B. ein einfaches Gleitlager aus gesinteter Bronze oder ein Roll- oder Kugellager sein kann. Das Lagergehäuse 112 ist integraler Bestandteil des unteren Bereichhs 26 des luftdicht abgeschlossenen Gehäuses und dient zur Lagerung des zweiten Spiralelements 78.

Die erste Endplatte 82 weist zwei Fortsätze 120 auf, wobei die Fortsätze 120 parallel zu den Spiralwänden 80 der ersten Endplatte 82 verlaufen. Die Fortsätze 120 sind sich gegenüberliegend radial an den äußeren Enden der ersten Endplatte 82 angeordnet und weisen eine größere Länge als die Höhe der evolventenkurvenähnlich verlaufenden Spiralwände 80 oder 100 zuzüglich der Dicke der zweiten Endplatte 102 auf. Die Fortsätze 120 sind an einer kreisringförmigen Druckplatte 150 befestigt. Die Druckplatte 150 ist im allgemeinen tassenförmig und weist einen kreisringförmigen, am äußeren Ende der Druckplatte 150 radial umlaufenden Randbereich 152 auf. Der radial äußere Bereich 152 weist für jeden Fortsatz 120 eine Vertiefung 154 auf. Der Fortsatz 120 kann in der Vertiefung 154 mit geeigneten Mitteln, z. B. durch eine Schweißverbindung oder durch eine Preßpassung befestigt sein. Parallel zu dem Randbereich 152 der Druckplatte 150 und nach unten mit Abstand dazu angeordnet ist ein ebener, flacher Zentralbereich 156 vorgesehen. Der Zentralbereich 156 umfaßt vorzugsweise einen als Aufnahmeschulter 158 ausgeführten, geringfügig nach unten abgesetzten zweiten Bereich und eine Wirkfläche 160. Eine durch die axiale Mitte des ebenen Zentralbereichs 156 führende Bohrung bildet einen mittigen Durchgang 162. Der mittige Durchgang 162 hat einen solchen Innendurchmesser, daß die Druckplatte 150 ungehindert um das Lagergehäuse 112 drehen kann.

Zwischen der Wirkfläche 160 der Druckplatte 150 und der indirekt angetriebenen Endplatte 102 ist eine Druckfeder 170 angeordnet. Die Druckfeder 170 dient der Druckbeaufschlagung dahingehend, daß sie die Endplatten 82 und 102 aufeinander­ zu drückt. Die Druckfeder 170 übt von der der Spiralwand abgewandten Seite des zweiten Spiralelementes 78 auf die indirekt angetriebener Endplatte 102 eine Kraft aus und drückt dabei die Spiralwand 100 des indirekt angetriebenen Spiralelements 78 in Kontakt mit der direkt angetriebenen Endplatte 82. Ebenso überträgt die Druckfeder 170 eine mit gleichem Betrage entgegengerichtete Kraft über die Druckplatte 150, die Fortsätze 120 und die direkt angetriebene Endplatte 82 und drückt die Spiralwand 80 des direkt angetriebenen Spiralelements 76 in Kontakt mit der Endplatte 102. In dem hier bevorzugten Ausführungsbeispiel ist zur Aufnahme eines Endes der Druckfeder 170 um die indirekt angetriebene Endplatte 102 eine kreisringförmige Nut 114 ausgebildet. So überträgt die Druckfeder 170 auch eine Drehkraft. In dieser Ausführungsform bilden somit die Fortsätze 120, die Druckplatte 150 und die Feder 170 zusammen Antriebsmittel für das zweite Spiralelement 78, so daß eine zusammenwirkende Drehung des ersten Spiralelementes 76 und des zweiten Spiralelementes 78 verursacht wird.

Ein kreisförmiges Drucklager 176 ist an der oberen Schulter 178 eines unteren Lagergehäuses 112 angeordnet, wobei das Drucklager 176 die Eigengewichte der ersten und zweiten Spiralelemente 76 und 78, sowie das Eigengewicht der Antriebswelle 84 und des Rotors 44 aufnimmt. Obwohl die Achse des Spiralverdichters 20 im allgemeinen vertikal ausgerichtet ist, kann ein Spiralverdichter 20 auch in einer nicht vertikalen Anordnung in Betrieb genommen werden. Es ist aber wünschenswert, eine vertikale oder nahezu vertikale Anordnung (z. B. innerhalb eines Winkels von 45°) beizubehalten, so daß die Eigengewichte des Rotors 44 und der Spiralelemente 76 und 78 von dem Drucklager 176 aufgenommen werden.

Schließlich ist ein Schmiermittelreservoir 180 für die Ansammlung von Schmiermittel im mittleren Bereich 32 des mittigen Rahmenbereiches 28 vorgesehen. Das im Schmiermittelreservoir 180 vorhandene Schmiermittel kann über eine im oberen Lagergehäuse 34 vorhandene Bohrung 182 zum oberen Hauptlager 38 gelangen. Das untere Lager 110 wird ebenfalls geschmiert. Hierfür ist eine Bohrung 184 im äußeren Bereich 30 des mittigen Rahmenbereichs 28 angeordnet. Zwischen dieser Bohrung 184 und einem Kanal 188, wobei der Kanal 188 in dem unteren Lagergehäuse 112 angeordnet ist, ist eine Schmiermittelzuführleitung 186 angeordnet, so daß nun das untere Lagergehäuse 112 mit dem Schmiermittelreservoir 180 strömungsverbunden ist. Das obere Hauptlager 38 und das untere Lager 110 sind in bezug auf ihre Lagergehäuse 34 und 112 größenmäßig so dimensioniert, daß der Schmiermittelfluß in den unter Ansaugdruck stehenden Bereich des luftdicht abgeschlossenen Gehäuses mengenmäßig kontrollierbar ist. Der unter Ansaugdruck stehende Bereich des luftdicht abgeschlossenen Gehäuses wird vom unteren Bereich 26 des Gehäuses und dem äußeren Bereich 30 des mittigen Rahmenbereichs 28 umgrenzt.

Ein Schmiermittelkanal 200 erstreckt sich radial von innen nach außen in der zweiten Endplatte 102. Der Schmiermittelkanal 200 ist über eine Auslaßöffnung 202 mit der Arbeitskammer 204 strömungsverbunden, wobei die Arbeitskammer 204 von den äußeren Enden 206 und 208 der Spiralwände 80 und 100 gebildet wird. Es muß nicht erwähnt werden, daß die Arbeitskammer 204 in einem Verdichtungsvorgang eine Druckkammer ist. Die Arbeitskammer 204 kann, wenn sie während der Spiralverdichter in Betrieb ist und zu dem unter Ansaugdruck stehenden Bereich offen ist, auch als Ansaugkammer bezeichnet werden. Es ist ersichtlich, daß die Bezeichnung hier beliebig austauschbar ist.

Der Druck des Schmiermittels im Schmiermittelkanal 200 ist leicht größer als der Ansaugdruck. Somit ist es offensichtlich, daß ein Schmiermittelfluß in die Arbeitskammer 204 nur stattfinden kann, wenn der Druck in der Arbeitskammer so groß oder nur leicht größer als der Ansaugdruck ist. Damit nun ein Schmiermittelfluß in die Arbeitskammer 204 gewährleistet ist, wenn die Arbeitskammer 204 zu dem unter Ansaugdruck stehenden Bereich hin offen ist, wobei der unter Ansaugdruck stehende Bereich von dem unteren Bereich 26 des Gehäuses und dem äußeren Bereich 30 umgrenzt wird, muß die Auslaßöffnung 202 in der ersten Endplatte 82 in der Nähe der äußeren Enden 206 oder 208 der Spiralwände 80 oder 100 angeordnet sein.

Aufgrund einer geringen Druckdifferenz zwischen dem Schmiermittelkanal 200 und dem Druck des Strömungsmediums findet ein Schmiermittelfluß in die Arbeitskammer statt, wenn diese offen ist. Deshalb muß die Auslaßöffnung 202 so angeordnet sein, daß ein Schmiermittelfluß in die Arbeitskammer gewährleistet ist, bevor in dieser ein wesentlich größerer Druck entsteht, welcher dann größer wäre als der Druck des Schmiermittels, so daß kein Schmiermittelfluß stattfinden würde. Die bevorzugten Anordnungen der Auslaßöffnung 202 ist in Fig. 10 und 11 näher dargestellt und wird später noch erörtert.

Eine Einlaßöffnung 216 ist am radial inneren Ende des Schmiermittelkanals 200 angeordnet. Hierdurch kann der Schmiermittelkanal 200 Schmiermittel aus der Sammelkammer 217, wobei die Sammelkammer 217 zwischen der zweiten Endplatte 102 und dem Drucklager 176 angeordnet ist, aufnehmen. Das Drucklager 176 weist Mittel für den Transport von Schmiermittel vom Lager 110 zur Einlaßöffnung 216 auf. An einer anderen Einlaßöffnung des Schmiermittelkanals ist eine Aufnahmeleitung 220 angeordnet, wobei die Aufnahmeleitung 220 eine Einlaßöffnung 232 aufweist und in bezug auf die Einlaßöffnung 216 radial etwas weiter außen an der zweiten Endplatte 102 angeordndet ist. Der Einlaßbereich 232 der Aufnahmeleitung 220 erstreckt sich in den Sumpf 222, wobei sich der Sumpf 222 in dem unter Ansaugdruck stehenden Bereich des Spiralverdichters 20 befindet. Die Einlaßöffnung 216 und die Einlaßöffnung 232 werden hier willkürlich als eine erste und eine zweite Einlaßöffnung für den Schmiermittelkanal 200 bezeichnet.

Ein Stopfen 218 ist in dem radial äußeren Ende des Schmiermittelkanals 200 angeordnet. Der Stopfen 218 dichtet den Schmiermittelkanal 200 am radial äußeren Ende ab, da der Schmiermittelkanal 200 als eine in die zweite Endplatte 102 ausgeführte Bohrung ist. Möglicherweise kann man auf den Stopfen 218 verzichten, wenn z. B. der Schmiermittelkanal 200 vollständig innerhalb der zweiten Endplatte 102 liegt.

Es ist auch möglich, drei, vier oder mehr Schmiermittelkanäle 200 in einer Endplatte anzuordnen, wobei diese dann nicht unbedingt radial entgegengesetzt oder mit gleichem Abstand radial versetzt sind, sondern auch winkelig versetzt sein können. Weiterhin ist es auch möglich, einen einzigen Schmiermittelkanal 200 in einer Endplatte anzuordnen, was manchmal erforderlich sein kann, um das dynamische Gleichgewicht des Spiralelementes, in welchem der Schmiermittelkanal 200 angeordnet ist, zu verbessern. Bei den in Figuren dargestellten Ausführungsformen eines Spiralverdichters sind jeweils zwei Schmiermittelkanäle 200 beispielhaft dargestellt.

Die Fig. 10 und 11 zeigen, geschnitten, die Spiralelemente 76 und 78 der Ausführungsbeispiele in Fig. 4 und 5. In den Fig. 10 und 11 sind die Bereiche D1 und D2 der Endplatten, in welchen die Auslaßöffnungen 202 bevorzugt angeordnet sind, gestrichelt hervorgehoben. Fig. 10 zeigt, daß der Bereich D1 an das äußere Ende 206 der Spiralwand 80 und der Bereich D2 an das äußere Ende 208 der entgegengesetzten Spiralwand 100 angrenzt. Dies gilt für das in Fig. 5 dargestellte Ausführungsbeispiel. Fig. 11 zeigt, geschnitten, das in Fig. 4 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Spiralverdichters. Hier grenzt der Bereich D1 an das äußere Ende 208 der Spiralwand 100 und der Bereich D2 an das äußere Ende 206 der Spiralwand 80 an. Die in den Fig. 10 und 11 dargestellten Bereiche D1 und D2 sind hier nur beispielhaft dargestellt. Bei einer größeren oder geringeren Anzahl von Auslaßöffnungen 202 für den Schmiermittelkanal 200 sind auch andere Anordnungen durchaus denkbar.

Es ist offensichtlich, daß die Auslaßöffnungen 202 vorzugusweise in der Nähe einer Spiralwand angeordnet ist, um so den Schmiermittelfluß in die Arbeitskammer 204 vor deren Schließen zu maximieren. So wird die Auslaßöffnung 202 bevorzugt, so nahe wie möglich an den äußeren Enden der Spiralwände 80 oder 100 angeordnet, um so einen maximalen Schmiermittelfluß zu erzielen. Je weiter entfernt die Auslaßöffnung 202 von den äußeren Enden 206 und 208 der Spiralwände oder auch von den Spiralwänden 80 und 100 radial entfernt ist, desto größer ist das Zeitintervall, in welchem die Auslaßöffnung 202 dem verdichteten Strömungsmedium innerhalb der Arbeitskammer 204 während eines Arbeitsabschnittes eines Verdichtungszyklusses ausgesetzt ist. Es kann somit ein Druck entstehen, welcher größer ist als der im Schmiermittelkanal 200 vorhandene geringe Druck. Hierdurch kann es zu einer Flußumkehr kommen, so daß das verdichtete Strömungsmedium von der Arbeitskammer 204 in den Schmiermittelkanal 200 gelangt. Es ist daher verständlich, daß es das Ziel sein muß, das Zeitintervall, in welchem die Auslaßöffnung 202 dem verdichteten Strömungsmedium innerhalb der Arbeitskammer 204 ausgesetzt ist, zu minimieren, um eine Flußumkehr zu verhindern.

In den Fig. 4, 5, 6, 7 und 8 sind andere Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Spiralverdichters dargestellt. Die Fig. 4 bis 8 zeigen einen erfindungsgemäßen Spiralverdichter ohne die zur Verbindung des ersten Spiralelementes 76 mit dem zweiten Spiralelement 78 notwendigen Antriebsmittel.

Auch andere Mittel können geeignet sein, um eine zusammenwirkende Drehbewegung zwischen dem ersten Spiralelement 76 und dem zweiten Spiralelement 78 hervorzurufen. Hierfür können an den Spiralelementen Fortsätze und Antriebskeile angeordnet sein, welche dann einen Ring oder eine Oldham-Kupplung zwischen den Endplatten bilden, wobei aber auch eine andere Ausführungsform eines Spiralelementes denkbar wäre. Aus Gründen der Übersichtlichkeit sind die möglichen verschiedenen, teilweise obenerwähnten Antriebsmittel für die Spiralelemente eines Spiralverdichters 20 in den Zeichnungen nicht dargestellt.

Die Fig. 4 und 8 zeigen eine Prallfläche 233-1 bzw. 233-5, wobei die Prallfläche 233-1 das sich innerhalb des Sumpfes 222-1 befindende Schmiermittel "kontrolliert". Die Prallfläche 233-1 verhindert oder minimiert ein durch die Bewegungen der Aufnahmeleitungen 220-1 unerwünschtes Schäumen oder Spritzen des Schmiermittels. Ebenso wird die Umlaufgeschwindigkeit des Schmiermittels, hervorgerufen durch das zentrifugale Flußfeld, durch die Anordnung einer Prallfläche 233-1 reduziert. Dies wiederum erhöht die Relativgeschwindigkeit der Einlaßöffnung 232-1 der Aufnahmeleitung 220-1 in bezug auf das Schmiermittel. Dadurch vergrößert sich der in die Einlaßöffnung 232-1 strömende Schmiermittelfluß. Die Prallfläche 233 ist bevorzugt als eine kreisringförmige Scheibe oder Platte ausgeführt, wobei sich die Prallfläche 233 bis zum unteren Lagergehäuse 112 erstreckt und mit Abstand zum unteren luftdicht abgeschlossenen Gehäuse 26 angeordnet ist, so daß sich eine Beruhigung des durch die Aufnahmeleitung 220 aufgewühlte Schmiermittelsumpfes 222 ausbilden kann. Die Prallfläche ist in einem bestimmten Abstand zum unteren luftdicht abgeschlossenen Gehäuse 26 an diesem mittels Schweißverbindungen angeordnet.

Fig. 5 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Spiralverdichters. Die Endplatte 82-2 des ersten Spiralelementes 76 weist hier einen sich radial erstreckenden Schmiermittelkanal 200-2 auf. Der Schmiermittelkanal 200-2 ist über eine Auslaßöffnung 202-2 mit der Arbeitskammer 204-2, wobei die Arbeitskammer 204-2 von den Spiralwänden 80-2 und 100-2 gebildet wird, strömungsverbunden. Wie bereits erwähnt, wird die Arbeitskammer 204-2 durch die Bewegung der äußeren Enden 206-2 und 208-2 der ersten und zweiten Spiralwände 80-2 und 100-2 gebildet. Da das erste Spiralelement 76-2 und das zweite Spiralelement 78-2 um parallele, aber nicht aufeinander abgestimmte Achsen rotieren, ist die Arbeitskammer 204 abwechselnd offen und geschlossen und saugt das Strömungsmedium an, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung als Verdichter eingesetzt wird. Der mittige Rahmenbereich 30-2 weist in der Außenfläche eine Nut 212-2 auf, worin eine kreisringförmige Dichtung 210-2 angeordnet ist. Bevorzugt wird die Dichtung 210-2 durch eine kreisringförmige Feder 214-2 in Kontakt mit der ersten Endplatte 82-2 gedrückt. Die kreisringförmige Druckfeder 214-2 wirkt mit der kreisringförmigen Dichtung 210-2 zusammen und verhindert das Austreten von Schmiermittel aus der Sammelkammer 217-2. Die Sammelkammer 217-2 wird radial durch die Dichtung 210-2, die Endplatte 82-2 und den mittigen Rahmenbereich 32-2 umgrenzt. Folglich fließt das in der Sammelkammer 217-2 angesammelte Schmiermittel zu einer ersten Einlaßöffnung 216-2 und dann in den Schmiermittelkanal 200-2, so daß ein Schmiermittelfluß über die erste Einlaßöffnung 216-2 in den Schmiermittelkanal 200 bis zur Auslaßöffnung 202-2 gewährleistet ist.

Im Betrieb, wenn die Spiralelemente 76-2 und 78-2 rotieren, fließt Schmiermittel in die Bohrung 182-2 und schmiert das obere Hauptlager 38-22. Das in die Bohrung 182-2 fließende Schmiermittel steht unter einem Auslaßdruck, obwohl es auf einen geringeren Druck gedrosselt werden kann. Nachdem das obere Hauptlager 382 geschmiert wurde, wird das Schmiermittel in der oberen Sammelkammer 217-2 angesammelt, wobei es einen leicht größeren Druck als den Ansaugdruck aufweist. Das Schmiermittel fließt dann in die erste Einlaßöffnung 216-2, durch den ersten Schmiermittelkanal 200-2 und verläßt diesen durch die Auslaßöffnung 202-2, bevor es in die Arbeitskammer 204-2 eintritt.

Fig. 6 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Spiralverdichters. In dieser Ausführungsform ist ein Schmiermittelkanal 200-3 von dem äußeren peripheren Ende der Endplatte 82-3 radial in das erste Spiralelement 76-3 gebohrt. Der Strömungskanal 200-3 ist mit einer Auslaßöffnung 202-3 strömungsverbunden. An dem ersten Spiralelement 76-3 ist eine Aufnahmeleitung 220-3 angeordnet. Die Aufnahmeleitung 220-3 erstreckt sich von der ersten Endplatte 82-3 in den Sumpf 222-3. Im Sumpf 222-3 sammelt sich das Schmiermittel an. Einerseits strömt dieses nach Schmierung der Lagerelemente des Spiralverdichters 20 in den Sumpf, andererseits wird es von dem unter Ansaugdruck stehendem, angesaugtem Strömungsmedium abgeschieden. Die Rotation der Spiralelemente 76-3 und 78-3 erzeugt im Betrieb des Spiralverdichters ein zentrifugales Flußfeld in dem unter Ansaugdruck stehenden Strömungsmedium, so daß aufgrund der Zentrifugalkraft das Schmiermittel abgeschieden werden kann.

Die Aufnahmeleitung 220-3 weist an ihren untersten Enden eine Einlaßöffnung 232-3 auf, wobei die Einlaßöffnungen 232-3 so ausgerichtet sind, daß das im Sumpf 222-3 angesammelte Schmiermittel in die Einlaßöffnungen 232-3 aufgrund der Rotation der Aufnahmeleitungen 220-3 gedrückt wird. Die Aufnahmeleitung 220-3 weist erforderliche Krümmungen auf, so daß die Einlaßöffnung 232-3 im wesentlichen mit dem gleichen Radius um die Achse des ersten Förderelementes 76-3 rotiert, wie auch die Auslaßöffnung 202-3. Hierdurch entsteht in der Aufnahmeleitung 220-3 aufgrund der Zentrifugalkraft ein "Pumpeffekt", so daß Schmiermittel in die Aufnahmeleitung 220-3 gedrückt wird und durch den Schmiermittelkanal 200-3 über die Auslaßöffnung 202-3 in die Arbeitskammer 204-3 gelangt. Die Fig. 6A, 6B und 6C zeigen die unterschiedlichen Ausführungsformen der Einlaßöffnung 232-3 im Endbereich 234-3 einer Aufnahmeleitung 220-3. Die Drehrichtung der Aufnahmeleitung ist hier mit Hilfe von Pfeilen angezeigt. Die Fig. 6A zeigt einen Einlaßbereich 234-3A, wobei der Einlaßbereich 234-3A ein senkrechtes Endstück mit einer Öffnung 232-3A aufweist. Fig. 6B zeigt eine Ausführungsform eines Einlaßbereiches 234-3B, wobei der Einlaßbereich 234-3B ein angewinkeltes Endstück einer Einlaßöffnung 232-3B aufweist. Fig. 6C zeigt eine weitere Ausführungsform eines Einlaßbereichs 234-3C mit einer in bezug auf den Durchmesser der Aufnahmeleitung vergrößerten Einlaßöffnung 232-3C, so daß durch die Rotation der Aufnahmeleitung 220-3C nun ein größerer Bereich aufgewühlt werden kann und somit ein gleichbleibender Schmiermittelfluß sichergestellt wird. In jeder Ausführungsform ist die Einlaßöffnung 232-3 so angeordnet, daß das Schmiermittel in die Aufnahmeleitung 220-3A, 220-3B oder 220-3C gedrückt wird.

Aufgrund der Relativgeschwindigkeit der Aufnahmeleitung 220-3 entwickelt sich ein Druckgefälle, welches auf das Schmiermittel wirkt. Aufgrund der Zentrifugalkraft entsteht ein zusätzlicher "Pumpeffekt", welcher den Schmiermittelfluß verstärkt, wenn die Auslaßöffnung 202-3 und der Einlaßbereich 234-3, wie oben beschrieben, je nach Ausführungsform des Spiralverdichters angeordnet und ausgebildet sind.

Im Betrieb des in Fig. 6 dargestellten Spiralverdichters rotieren die Aufnahmeleitungen 220-3 um die Achsen des ersten Spiralelementes 76-3, wobei sich die Aufnahmeleitung 220-3 bis in den Sumpf 222-3 erstrecken. Aufgrund der relativen Geschwindigkeit der Aufnahmeleitungen in bezug auf das im Sumpf 222-3 vorhandene Schmiermittel entsteht ein Druckgefälle, wodurch das Schmiermittel in die Einlaßöffnung 232-3 gedrückt wird. Hierdurch ist ein Schmiermittelfluß durch die Aufnahmeleitung 220-3 durch den Schmiermittelkanal 200-3, über die Auslaßöffnung 202-3 in die Arbeitskammer 204-3 gewährleistet.

Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spiralverdichters. Die Endplatte 102-4 des zweiten Spiralelementes 78-4 weist einen Schmiermittelkanal 200-4 auf. Die Arbeitskammer 204-4 ist über eine Auslaßöffnung 202-4 mit dem Schmiermittelkanal 200-4 strömungsverbunden. Wie die in Fig. 5 dargestellte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Spiralverdichters offenbart, ist auch hier der Schmiermittelkanal 200-4 vom äußeren Ende der Endplatte des zweiten Spiralelementes 78-4 als eine radial nach innen führende Bohrung ausgeführt. Ein Stopfen 218-4 dichtet den Schmiermittelkanal 218-4 am äußeren Ende ab. Eine Einlaßöffnung 216-4 ist am radial inneren Ende des Schmiermittelkanals 200-4 angeordnet, so daß der Schmiermittelkanal 200-4 mit der Sammelkammer 217-4 strömungsverbunden ist, wobei die Sammelkammer 217-4 durch das Drucklager 176-4, durch das untere Lagergehäuse 112-4 und das zweite Spiralelement 78-4 umgrenzt wird. Im Betrieb des erfindungsgemäßen Spiralverdichters wird dem unteren Lager 110-4 Schmiermittel aus dem Schmiermittelreservoir 180-4 zugeführt. Das Schmiermittel gelangt vom Schmiermittelreservoir 180-4 durch eine Bohrung 184-4 über eine Schmiermittelleitung 186-4 und einen Kanal 188-4 zum unteren Lager 110-4. Nach Schmierung des unteren Lagers 110-4 gelangt das Schmiermittel in eine bereits erwähnte Sammelkammer 217-4 und über eine Einlaßöffnung 216-4 in den Schmiermittelkanal 200-4. Von dort ist der Schmiermittelfluß über eine Auslaßöffnung 202-4 in eine Arbeitskammer 204-4 gewährleistet.

Fig. 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Spiralverdichters. Die Endplatte 102-5 des zweiten Spiralelementes 78-5 weist einen Schmiermittelkanal 200-5 auf. Die Arbeitskammer 204-5 ist über den Strömungskanal 200-5, über eine Aufnahmeleitung 220-5 mit dem Sumpf 222-5 im unteren Gehäusebereich 26-5 strömungsverbunden. Das im Sumpf 222-5 angesammelte Schmiermittel gelangt über eine Einlaßöffnung 232-5 in die Aufnahmeleitung 220-5, wobei die Einlaßöffnung 232-5, wie in Fig. 6 beschrieben, so ausgebildet ist, daß ein Druckgefälle und aufgrund der Zentrifugalkraft ein "Pumpeffekt" entsteht. Im Betrieb rotiert die Aufnahmeleitung 220-5 mit dem zweiten Spiralelement 78-5 und drückt das Fluid durch die Einlaßöffnung 232-5 durch die Aufnahmeleitung 220-5 und den Schmiermittelkanal 200-5 in eine Arbeitskammer 204-5.

Bei dem in Fig. 9 gezeigten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Spiralverdichters 20 ist ein Schmiermittelkanal 200 in dem ersten Spiralelement 76 angeordnet. Der Schmiermittelkanal 200 ist mit einer Arbeitskammer 204 über eine Auslaßöffnung 202 strömungsverbunden. Der Schmiermittelkanal 200 ist über eine erste Einlaßöffnung mit einer Schmiermittelzuführleitung 280 strömungsverbunden, wobei sich die Schmiermittelzuführleitung 280 bis zu einer Druckplatte 150 erstreckt. Die Druckplatte 150 weist einen Schmiermittelkanal 270 und eine Aufnahmeleitung 220 auf, so daß die Schmiermittelzuführleitung 280 mit der Aufnahmeleitung 220 strömungsverbunden ist. Der Schmiermittelkanal 200 ist dadurch auch über die Schmiermittelzuführleitung 280, den Schmiermittelkanal 270 und die Aufnahmeleitung 220 mit dem Sumpf 222 strömungsverbunden. Diese Ausführungsform eines Spiralverdichters 20 weist eine kreisringförmige Dichtung 210 auf, wobei die kreisringförmige Abdichtung 210 in einer kreisringförmigen Nut 212 angeordnet ist und mit einer Druckfeder 214 zusammenwirkt. Durch die kreisringförmige Dichtung 210 wird eine Sammelkammer abgegrenzt, von der das angesammelte Schmiermittel über eine zweite Einlaßöffnung 216 in den Schmiermittelkanal 200 gelangt. Im Betrieb dieser Ausführungsform eines Spiralverdichters 20 gelangt nun Schmiermittel in die Arbeitskammer 204 einerseits vom Sumpf 222 über die Aufnahmeleitung 220, andererseits von der Sammelkammer über die Einlaßöffnung 216.

Fig. 12 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Spiralverdichters. In dieser Ausführungsform sind die Mittel zur Abstützung des sich drehenden zweiten Spiralelementes 78 vertauscht. Das untere Lagergehäuse 112 und der zweite Wellenstumpf 104 sind funktional vertauscht worden. Das untere Lagergehäuse weist nun einen kleineren Durchmesser als der Wellenstumpf 104 des zweiten Spiralelementes auf, wobei der Wellenstumpf 104 eine zylindrische Form aufweist. Wie auch in der bevorzugten Ausführungsform ist ein Lager 110 zur Lagerung des Wellenstumpfes 104 vorgesehen. Der Wellenstumpf 104 weist einen Schmiermittelkanal 200 und eine Aufnahmeleitung 220 auf, wobei die Aufnahmeleitung 220 am Wellenstumpf 104 angeordnet ist und sich bis in den Sumpf 222 erstreckt. Hier ähnelt die Ausführungsform der in Fig. 8 dargestellten Ausführungsform. Die in Fig. 12 dargestellte Ausführungsform kommt häufiger bei Spiralverdichtern mit geringeren Kapazitäten zum Einsatz.

Anhand der Fig. 1 bis 3 kann nun der Betrieb eines beispielhaft dargestellten Spiralverdichters 20 beschrieben werden. Im Betrieb ist der Motor 40 des Spiralverdichters 20 mit einer elektrischen Energiequelle verbunden (nicht dargestellt), so daß der Rotor 44 durch den Motor 40 in eine Drehbewegung versetzt wird. Der Rotor 44 treibt eine Antriebwelle 84 und somit die Endplatte 82 an. Die Fortsätze 120 und die Druckplatte 150 werden dadurch ebenfalls in eine Drehbewegung versetzt, welche über eine unter Spannung stehende Druckfeder 170 auf das zweite Spiralelement 78 übertragen wird. Weil die Achse des ersten Förderelements 76 zu der Achse des zweiten Spiralelementes 78 zwar parallel, aber nicht koaxial zu dieser ausgerichtet ist, kommt es zu einer relativen Umlaufbewegung zwischen der direkt angetriebenen Spiralwand 80 und der indirekt angetriebenen Spiralwand 100. Hierdurch bilden sich eine Vielzahl von Kammern, wobei eine Arbeitskammer von den äußeren Enden 206 und 208 der Spiralwände gebildet wird. Aufgrund der Umlaufbewegung ist diese Arbeitskammer abwechselnd offen und geschlossen und bildet im offenen Zustand eine "Ansaugkammer". In Abhängigkeit von der relativen Umlaufbewegung der Spiralwände 80 und 100 bewegen sich die Kammern vom radial äußeren Ende der Spiralwände zum radial inneren Ende der Spiralwände und verringern dabei ihr Volumen, so daß sie das Strömungsmedium verdichten. Das in die Arbeitskammer "angesaugte" Strömungsmedium wird also, während sich die Kammer vom radial äußeren Ende zum radial inneren Ende der Spiralwände 80 und 100 bewegt, verdichtet.

Das von den Spiralwänden 80 und 100 verdichtete Strömungsmedium entweicht über eine Auslaßöffnung 88 in einen Auslaßkanal 86. Durch den Auslaßkanal 86 gelangt das Strömungsmedium in den unter Auslaßdruck stehenden Bereich des luftdicht abgeschlossenen Gehäuses 22, wobei der unter Auslaßdruck stehende Bereich im oberen Bereich 24 des Gehäuses abgegrenzt ist. Die Schmierung der Lager 38 und 110, sowie der anderen Komponenten des Spiralverdichters 20 ist über das sich im Schmiermittelreservoir 180 befindende Schmiermittel gewährleistet. Das sich im Schmiermittelreservoir 180 befindende Schmiermittel steht unter einem hohen Druck, so daß es durch die Bohrung 182 hindurchgedrückt wird und das obere Hauptlager 38 schmiert. Nach Schmierung des oberen Hauptlagers 38 gelangt das Schmiermittel in den unter Ansaugdruck stehenden Bereich. Das untere Hauptlager 110 wird ebenfalls geschmiert. Hierhin gelangt das Schmiermittel durch eine Bohrung 184, über eine Schmiermittelzuführleitung 186 und einen Kanal 188. Nach Schmierung des unteren Hauptlagers 110 gelangt das Schmiermittel in eine Sammelkammer 217 und fließt von dort über eine zweite Einlaßöffnung 216 in einen Schmiermittelkanal 200. Nach Schmierung des oberen Hauptlagers 38 sammelt sich das Schmiermittel in einem Sumpf 222 an. Die Ansammlung von Schmiermittel im Sumpf 222 wird dadurch vergrößert, daß Schmiermittel vom in den Spiralverdichter eintretenden Strömungsmedium abgeschieden wird und dann in den Sumpf 222 gelangt. Am zweiten Spiralelement 78 ist eine Aufnahmeleitung 220 angeordnet. Durch die Drehbewegung der Aufnahmeleitung 220 wird das im Sumpf 222 angesammelte Schmiermittel in die Einlaßöffnung 232 der Aufnahmeleitung 220 gedrückt. Hierdurch gelangt das Schmiermittel über die Aufnahmeleitung 220 in den Schmiermittelkanal 200 und von dort in die Arbeitskammer 204.

Durch die Aufnahmeleitung 220 wird eine größere Ansammlung von Schmiermittel im Sumpf 222 verhindert. Hierbei ist es nicht wichtig, ob das im Sumpf 222 sich angesammelte Strömungsmedium reines Schmiermittel oder ein verflüssigtes Strömungsmedium ist, welches später verdichtet wird. Die verschiedenen Ausführungsformen des Schmiermittelkanals 200 sorgen für eine gleichbleibende Schmierung der Spiralwände 80 und 100, ohne daß ein unangemessener Kraftaufwand zum Pumpen von Schmiermittel notwendig wäre. Ein zusätzlicher Vorteil ist es, daß durch die Schmierung der Spiralwände die Abdichtung der Arbeitskammern verbessert wird. Durch die erwünschte Schmierung wird unnötiger Verschleiß in den Spiralwänden verhindert und eine gleichmäßige Schmierung aller sich bewegender Teile gewährleistet, so daß der Verschleiß und der Wartungsaufwand eines solchen Spiralverdichters 20 verringert wird.

Claims (10)

1. Spiralverdichter, insbesondere zur Verdichtung eines Kältemittels, mit einem ersten und einem zweiten Spiralelement (76, 78), die in einem unter Ansaugdruck stehenden Bereich eines Gehäuses (22) angeordnet sind, einer Einrichtung zur Kopplung der Drehbewegung des ersten und zweiten Spiralelements (76, 78) und einem in dem unter Ansaugdruck stehenden Bereich des Gehäuses (22) angeordneten Schmiermittelsumpf (222), wobei das erste Spiralelement (76) eine erste Endplatte (82) mit einer daran angeordneten ersten Spiralwand (80) aufweist, das zweite Spiralelement (78) eine zweite Endplatte (102) mit einer daran angeordneten zweiten Spiralwand (100) aufweist, und die Spiralwände (80, 100) derart zusammenwirken, daß Arbeitskammern gebildet werden, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Endplatten (82 oder 102) der Spiralelemente (76 oder 78) mindestens einen Schmiermittelkanal (200) mit einer in eine abwechselnd offene und geschlossene radial äußere Arbeitskammer (204) führenden Auslaßöffnung (202) aufweist, und daß der Schmiermittelkanal (200) mit einer an dem entsprechenden Spiralelement (76 oder 78) angeordneten Aufnahmeleitung (220) verbunden ist, die in den Schmiermittelsumpf (222) eintaucht.

2. Spiralverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem luftdicht abgeschlossenen Gehäuse (22) des Spiralverdichters (20) ein mittlerer Rahmenbereich (28) zur Trennung des unter Ansaugdruck stehenden Bereichs (26) von dem unter Auslaßdruck stehenden Bereich (24) vorgesehen ist.

3. Spiralverdichter, insbesondere zur Verdichtung eines Kältemittels, mit einem ein Gehäuse (22) in einen unter Ansaugdruck stehenden unteren Bereich (26) und einen unter Auslaßdruck stehenden oberen Bereich (24) unterteilenden mittleren Rahmenbereich (28), einem ersten und einem zweiten Spiralelement (76, 78), die in dem unter Ansaugdruck stehenden Bereich (26) angeordnet sind und einer Einrichtung zur Kopplung der Drehbewegung des ersten und zweiten Spiralelementes (76, 78), wobei das erste Spiralelement (76) eine erste Endplatte (82) mit einer daran angeordneten ersten Spiralwand (80) und eine Antriebswelle (84) aufweist, das zweite Spiralelement (78) eine zweite Endplatte (102) mit einer daran angeordneten zweiten Spiralwand (100) und einen Wellenstumpf (104) aufweist und wobei die Spiralwände (80, 100) derart zusammenwirken, daß Arbeitskammern (204) gebildet werden, mit einem ersten Lager (38) zur Lagerung der Antriebswelle (84) und einem zweiten Lager (110) zur Lagerung des Wellenstumpfes (104) und mit einem in dem unter Auslaßdruck stehenden oberen Bereich (24) vorgesehenen Schmiermittelreservoir (180), welches über Schmiermittelkanäle (182, 186, 188) mit dem ersten und zweiten Lager (38, 110) in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Endplatten (82 oder 102) der Spiralelemente (76 oder 78) mindestens einen Schmiermittelkanal (200) mit einer Einlaßöffnung (216) und einer in eine abwechselnd offene und geschlossene radial äußere Arbeitskammer (204) führenden Auslaßöffnung (202) aufweist, und daß die Einlaßöffnung (216) mit jeweils einer das Schmiermittel nach Schmierung des ersten bzw. zweiten Lagers (38 bzw. 110) aufnehmenden Sammelkammer (217) verbunden ist, wobei die Sammelkammer (217) durch ein zwischen der ersten Endplatte (82) und dem mittleren Rahmenbereich (28) bzw. zwischen der zweiten Endplatte (102) und einem Lagergehäuse (112) des zweiten Lagers (110) angeordnetes kreisringförmiges Dichtungselement (210 bzw. 176) begrenzt wird.

4. Spiralverdichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der in einer der Endplatten (82 oder 102) angeordnete Schmiermittelkanal (200) mit einer an dem entsprechenden Spiralelement (76 oder 78) angeordneten Aufnahmeleitung (220) verbunden ist, die in einen in dem unter Ansaugdruck stehenden unteren Bereich (26) des Gehäuses (22) angeordneten Schmiermittelsumpf (222) eintaucht.

5. Spiralverdichter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schmiermittelsumpf (222) eine kreisringförmige Scheibe oder Platte (233) zur Reduzierung der durch die in den Schmiermittelsumpf (222) eintauchende Aufnahmeleitung (220) hervorgerufenen Umlaufgeschwindigkeit des Schmiermittels vorgesehen ist.

6. Spiralverdichter nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeleitung (220) L-förmig ist.

7. Spiralverdichter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Spiralelement (76) zusätzlich eine Druckplatte (150) aufweist, die die Endplatte (102) des zweiten Spiralelements (78) federnd abstützt, wobei sich die Druckplatte (150) bis zu einem Lagergehäuse (112) für den Wellenstumpf (104) des zweiten Spiralelementes (78) erstreckt.

8. Spiralverdichter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmeleitung (220) des ersten Spiralelementes (76) an der Druckplatte (150) befestigt ist.

9. Spiralverdichter nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckplatte (150) zusätzlich einen Schmiermittelkanal (270) aufweist und die Aufnahmeleitung (220) mit diesem Schmiermittelkanal (270) verbunden ist.

10. Spiralverdichter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Spiralelement (76) zusätzlich eine Schmiermittelzuführleitung (280) aufweist, welche den in der ersten Endplatte (82) angeordneten Schmiermittelkanal (200) mit dem in der Druckplatte (150) angeordneten Schmiermittelkanal (270) verbindet.