HINTERGRUND DER ERFINDUNG:
Gebiet der Erfindung:
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen
Spiralverdichter, der für Klimaanlagen bei Fahrzeugen
geeignet ist.
Beschreibung des Stands der Technik:
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Ein Beispiel eines herkömmlichen Spiralverdichters ist
in Fig. 3 dargestellt. Gemäß Fig. 3 besteht ein mit der
Ziffer 1 bezeichnetes hermetisches bzw. luftdichtes Gehäuse
aus einem schalen- oder napfförmigen Körper 2, einem mit
Hilfe von Schraubbolzen 3 daran befestigten Deckel 4 und
einem mit Hilfe von (nicht dargestellten) Schraubbolzen daran
befestigten Zylinderelement 6. Eine das Zylinderelement 6
durchsetzende drehbare Welle 7 ist im luftdichten Gehäuse 1
mittels Lagern 8 und 9 drehbar gelagert.
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Im luftdichten Gehäuse 1 sind eine feststehende bzw.
fixierte Spirale 10 und eine Dreh- oder Planetspirale 11
angeordnet. Die feststehende Spirale 10 weist eine Endscheibe
11 und eine von deren Innenfläche abstehende Spiralwindung 12
auf; die Endscheibe 11 ist am napfförmigen Körper 2 mit Hilfe
von Schraubbolzen 13 verspannt. Ferner ist in den Mittelteil
der Endscheibe 11 ein(e) Entladekanal bzw. Austragöffnung 29
eingestochen, der bzw. die durch ein Austragventil 30
geöffnet und geschlossen wird.
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Die Planetspirale 14 weist eine Endscheibe 15 und eine
von deren Innenfläche abstehende Spiralwindung 16 auf; die
Form der letzteren entspricht im wesentlichen der Form der
Spiralwindung 12 der feststehenden Spirale 10.
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Die Planetspirale 14 und die feststehende Spirale 10
greifen exzentrisch über eine Länge eines Radius des Umlaufs
(revolution) und mit einem Winkelversatz von 180º, wie in der
Figur gezeigt, ineinander ein. Dabei steht eine in die
Spitzenfläche der Spiralwindung 12 eingelassene
Spitzendichtung 17 in Dichtungsberührung mit der Innenfläche
der Endscheibe 15, während eine in die Spitzenfläche der
Spiralwindung 16 eingelassene Spitzendichtung 18 in
Dichtungsberührung mit der Innenfläche der Endscheibe 11
steht; die Seitenflächen der Spiralwindungen 12 und 16 stehen
an mehreren Stellen in Linienberührung miteinander, so daß
dadurch mehrere Kompressionskammern 19a und 19b, die nahezu
in einer Punktsymmetrie zueinander um die Zentren der
Spiralen herum vorliegen, gebildet werden.
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In einen zylindrischen Stutzen 20, der vorstehend im
Mittelteil der Außenfläche der Endscheibe 15 angeformt ist,
ist eine Mitnehmerbüchse 21 eingesetzt, die in einem Umlauf-
Lager 23 drehbar ist; ein exzentrischer Mitnehmer- oder
Antriebszapfen 25, der exzentrisch vom Innenende der
(drehbaren) Welle 7 absteht, ist gleitend (in die
Mitnehmerbüchse) eingesetzt. Die Mitnehmerbüchse 21 ist mit
einem Ausgleichsgewicht zum Ausbalancieren von dynamischer
Unwucht, die durch die umlaufenden Kreiselbewegungen der
Planetspirale verursacht wird, versehen.
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Die Außenumfangsfläche der Endscheibe 11 und die
Innenumfangsfläche des napfförmigen Körpers 2 stehen in
Dichtungsberührung miteinander; hierdurch ist der Innenraum
des luftdichten Gehäuses 1 unterteilt, wobei eine
Hochdruckkammer 31 an der Außenseite der Endscheibe 11 und
eine Niederdruckkammer 28 an der Innenseite der Endscheibe 11
gebildet bzw. festgelegt sind. Andererseits sind im Deckel 4
eine Ansaugkammer 32 und eine Entlade- bzw. Austragkammer 33
geformt; letztere ist mit der Hochdruckkammer 31 über eine
(nicht dargestellte) Strecke bzw. Leitung verbunden, während
die Ansaugkammer 32 unmittelbar mit der Niederdruckkammer 28
verbunden ist.
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Die Anordnung umfaßt ferner ein zwischen dem Umfangsrand
der Außenfläche der Endscheibe 15 und der inneren Stirnfläche
des Zylinderelements 6 vorgesehenes Schub- bzw. Axiallager
36, einen eine Drehung verhindernden Mechanismus 26,
bestehend aus einer Oldham-Kupplung zur Ermöglichung von
kreisenden bzw. kreiselnden Bewegungen der Planetspirale 14,
aber Verhinderung einer Rotation derselben, und ein an der
Welle 7 befestigtes Ausgleichsgewicht 35.
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Nach dem Einrücken einer elektromagnetischen Kupplung 37
wird Antriebskraft von einer (nicht dargestellten) laufenden
Antriebsmaschine über einen (Keil-)Riemen 38 und die
elektromagnetische Kupplung 37 auf die Welle 7 übertragen.
Bei Drehung der Welle 7 wird die Planetspirale 14 über den
exzentrischen Antriebszapfen 25, die Mitnehmerbüchse 21 und
den Stutzen 20 angetrieben; die durch den eine Drehung
verhindernden oder Drehschutzmechanismus 26 an einer Rotation
gehinderte Planetspirale 14 führt umlaufende
Kreiselbewegungen (revolutional swivel motions) auf einer
Kreisbahn mit einem Umlaufradius aus, d.h. einem Radius
entsprechend der Exzentrizitätsgröße zwischen der drehbaren
Welle und dem exzentrischen Antriebszapfen 25.
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Dabei verschieben sich die Linienberührungsteile der
Seitenflächen der Spiralwindungen 12 und 16 allmählich in der
Richtung der Spiralenzentren; infolgedessen verschieben sich
die Kompressionskammern 19a und 19b unter (fortlaufender)
Verkleinerung ihres Volumens zur Richtung der
Spiralenzentren.
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Dabei wird ein von einem (nicht dargestellten)
Ansaugeinlaß über die Ansaugkammer 32 in die
Niederdruckkammer 28 eingeleitetes Gas von Öffnungen der
äußersten (outer finish) Enden der Spiralwindungen 12 und 16
her in jede der Kompressionskammern 19a und 19b angesaugt.
Das Gas gelangt unter Verdichtung in die zentrale Kammer 22,
wobei es die Austragöffnung 29 durchströmt und dabei das
Austragventil 30 in die Offenstellung drückt, worauf es in
die Hochdruckkammer 31 ausgetragen und durch einen (nicht
dargestellten) Austragauslaß über die Austragkammer 33 nach
außen geleitet (flown out) wird.
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Während die Planetspirale 14 kreisende bzw. kreiselnde
Bewegungen ausführt, wirkt auf sie eine in der Richtung der
Exzentrizität wirkende Zentrifugalkraft und eine Gaskraft von
dem in den jeweiligen Kompressionskammern 19a und 19b
vorhandenen verdichteten Gas ein; durch eine Summe
(composition) von Kräften wird die Planetspirale 14 in der
Richtung im Sinne einer Vergrößerung des Kreiselradius
gedrängt, wobei sich die Seitenflächen der Spiralwindung 16
dichtend an die Seitenflächen der Spiralwindung 12 der
feststehenden oder fixierten Spirale 10 anlegen und einen
Austritt des in den Kompressionskammern 19a und 19b
vorhandenen Gases verhindern.
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Während die Seitenflächen der Spiralwindung 12 und die
Seitenflächen der Spiralwindung 16 unter Aufrechterhaltung
der Dichtungsberührung Gleitbewegungen ausführen, ändert sich
der Kreiselradius der Planetspirale 14 automatisch; dabei
verschiebt sich der exzentrische Antriebszapfen 25 (gleitend)
in einer Gleitnut 24 in seiner Längsrichtung.
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In der Austragkammer 33 ist ein Thermosensor
(Wärmefühler) 50 vorgesehen, der Temperaturen des
Entlade- oder Austraggases mißt und die elektromagnetische Kupplung
abschaltet, um den Verdichter abzustellen, wenn die
Temperatur des Austraggases auf eine bestimmte, spezifizierte
Temperatur(größe) ansteigt. Der Thermosensor 50 ist über
einen abgedichteten Anschluß (oder Dichtungsanschluß) 51, der
am Deckel 4 angebracht bzw. in diesen eingesetzt ist, mit
einer äußeren Verdrahtung 52 verbunden.
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Der abgedichtete Anschluß 51 ist in eine Einsetzbohrung
53 in Form einer durchgehenden Bohrung im Deckel 4 von deren
innerer Öffnungsseite (her) so eingesetzt, daß die
Stirnfläche des abgedichteten Anschlusses 41 an einem
Schulterteil 59 anliegt, das an der Innenfläche der
Einsetzbohrung 53 geformt ist; in eine Nut 55, die in die
Innenumfangsfläche der Einsetzbohrung 53 eingestochen
(provided dugly) ist, ist eine Sprengring 54 eingesetzt, um
an der Rückseite des abgedichteten Anschlusses 51 zu
positionieren bzw. anzuliegen, wodurch der abgedichtete
Anschluß 51 am Deckel 4 angebracht ist. Die Ziffer 56 steht
dabei für einen O-Ring zur Verhinderung eines Austritts des
Hochdruckgases in der Austragkammer 33 über einen
Zwischenraum oder Spalt zwischen der Einsetzbohrung 53 und
dem abgedichteten Anschluß 51.
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Bei diesem herkömmlichen Spiralverdichter ist ein
Sprengring 54 zum Festlegen des abgedichteten Anschlusses 51
in der Einsetzbohrung 53 vorgesehen; die Nut 55, in welche
der Sprengring 54 eingesetzt ist, ist jedoch sehr klein (z.B.
ist die Nut 55 1,1 mm breit und 0,5 mm tief, wenn der
Innendurchmesser der Einsetzbohrung 53 18 mm beträgt); aus
diesem Grund muß eine Nach- oder Endbearbeitung der Nut 55
zum Entfernen von Restgraten von Hand erfolgen, was hohe
Arbeitskosten bedingt. Wenn zudem einige Grate (flashes)
zurückbleiben, die nicht in Handarbeit entfernt worden sind,
besteht dabei die Gefahr, daß der O-Ring 56 durch die
Restgrate beschädigt wird, wenn der abgedichtete Anschluß 51
in die Einsetzbohrung 53 eingesetzt wird; in einem solchen
Fall kann das Hochdruckgas in bzw. aus der Austragkammer 33
(nach außen) austreten.
ABRISS DER ERFINDUNG:
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist damit die
Ausschaltung der geschilderten Mängel des Standes der
Technik; gemäß einem Merkmal dieser Erfindung ist deren
Gegenstand daher ein Spiralverdichter, bei dem eine
feststehende (fixierte) Spirale und eine Planetenspirale, die
ineinandergreifen, in einem luftdichten oder hermetisch
geschlossenen Gehäuse angeordnet sind und die Planetenspirale
umlaufende Kreiselbewegungen ausführt, wobei ein
abgedichteter Anschluß zum Herausführen eines Signals von
einem im luftdichten Gehäuse vorgesehenen Sensor in eine eine
Außenwand des luftdichten Gehäuses durchsetzende
Einsetzbohrung eingesetzt ist, der dadurch gekennzeichnet
ist, daß eine Spannscheibe oder Schubmutter mit einer Anzahl
von Lappen (nails), deren Außendurchmesser geringfügig größer
ist als der Innendurchmesser der Einsetzbohrung, in die
Einsetzbohrung eingepreßt ist, wodurch der abgedichtete
Anschluß in der Einsetzbohrung festgelegt (fitted) ist.
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Ein anderes Merkmal dieser Erfindung besteht darin, daß
die mehreren Lappen mit gleichen Abständen am Umfangsteil
vorgesehen sind.
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Noch ein anderes Merkmal dieser Erfindung besteht darin,
daß die Schubmutter eine zentrale Bohrung aufweist, die
ausreichend groß ist, um ein Hüllrohr zum Hindurchführen
eines Signaldrahts für das Führen eines Signals zur
Außenseite des abgedichteten Anschlusses die Bohrung
durchsetzen zu lassen.
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Ein weiteres Merkmal dieser Erfindung besteht darin, daß
der abgedichtete Anschluß und die Schubmutter, die als
Einheit vormontiert sind, in die Einsetzbohrung eingesetzt
und dadurch in der Einsetzbohrung festgelegt (fitted) sind.
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Noch ein weiteres Merkmal dieser Erfindung besteht
darin, daß die Schubmutter die Rückseite des abgedichteten
Anschlusses überlappt, wobei die Vormontage zu einer Einheit
durch Punktschweißungen o.dgl. ausgeführt ist.
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Noch ein weiteres Merkmal dieser Erfindung besteht
darin, daß der abgedichtete Anschluß in zwei Teile, ein
vorderes und ein hinteres Teil, unterteilt ist und die
Schubmutter zwischen den so geteilten beiden Teilen des
abgedichteten Anschlusses plaziert und damit die Vormontage
zu einer Einheit ausgeführt ist.
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Erfindungsgemäß ist ein abgedichteter Anschluß in eine
Einsetzbohrung eingesetzt oder eingepaßt; eine Spannscheibe
oder Schubmutter (push nut) ist in die Einsetzbohrung
eingepreßt, wobei Lappen (nails) am Außenumfangsteil der
Schubmutter sich in die Innenumfangsfläche eingraben, so daß
der abgedichtete Anschluß in der Einsetzbohrung festgelegt
(fitted) sein kann.
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Erfindungsgemäß kann weiterhin ein Hüllrohr zum
Hindurchführen eines Signaldrahts, um ein Signal von einem
abgedichteten Anschluß nach außen zu senden, einfach durch
eine ausreichend weite zentrale Bohrung einer Schubmutter
hindurch eingesetzt werden.
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Erfindungsgemäß können ferner ein abgedichteter Anschluß
und eine Schubmutter, wenn sie zu einer Einheit vormontiert
sind, einfach in eine Einsetzbohrung eingesetzt oder
eingebaut werden, indem sie gemeinsam in die Einsetzbohrung
eingesetzt werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN:
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In den beigefügten Zeichnungen zeigen:
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Fig. 1 eine erste bevorzugte Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung, wobei Fig. (A) (1(A)) eine
Schnittansicht eines Hauptteils dieser Erfindung
und Fig. (B) (1(B)) eine Ansicht, in Richtung eines
Pfeils B in Fig. (A) gesehen, sind,
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Fig. 2 eine Spannscheibe oder Schubmutter, wobei Fig. (A)
eine Vorderansicht derselben und Fig. (B) ein
Schnitt längs der Linie B-B in Fig. (A) sind,
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Fig. 3 eine Längsschnittansicht eines Spiralverdichters
nach dem Stand der Technik,
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Fig. 4 eine Schnittansicht eines Hauptteils einer zweiten
bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung und
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Fig. 5 eine Schnittansicht eines Hauptteils einer dritten
bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN:
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Eine erste bevorzugte Ausführungsform dieser Erfindung
ist in Fig. 1 dargestellt. Gemäß Fig. 1 ist ein abgedichteter
Anschluß 51 in eine einen Deckel 4 durchsetzende
Einsetzbohrung 53 von deren inneren Öffnung(sseite) her so
eingesetzt, daß eine Stirnfläche des abgedichteten
Anschlusses an einem Schulterteil 59 der Einsetzbohrung 53
anliegt; ferner ist eine Spannscheibe oder Schubmutter (push
nut) 57 so in die Einsetzbohrung 53 eingepreßt, daß eine
Stirnfläche der Schubmutter gegen eine Rückseite des
abgedichteten Anschlusses 51 anpreßt, wodurch letzterer in
ein luftdichtes (hermetisch geschlossenes) Gehäuse 1
eingebaut ist.
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Dabei steht die Ziffer 60 für ein Hüllrohr zum
Hindurchführen eines (einer) Signaldrahts (oder -leitung),
der (die) mit einem Thermosensor (Wärmefühler (50) verbunden
ist; das Hüllrohr durchsetzt unter Abdichtung eine im
abgedichteten Anschluß 51 geformte durchgehende Bohrung 61.
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Eine Schubmutter gemäß Fig. 2, die durch Preßformen
eines dünnen Plattenmaterials oder Blechs (einer Dicke von
z.B. 0,4 mm) aus wärmebehandeltem Federstahl hergestellt ist,
weist im Zentrum eines ringförmigen Körpers 57b eine
kreisrunde Bohrung 57c und ferner mehrere (gemäß der Figur
sechs) Lappen (nails) 57a auf, die leicht zur schrägen
Rückwärtsrichtung schräggestellt und am Außenumfangsteil des
Körpers 57b angeformt sind. Der Außendurchmesser D der Lappen
57a ist (um z.B. 0,2 mm) geringfügig größer als der
Innendurchmesser d der Einsetzbohrung 53.
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Andere Konstruktions- und Funktionseinzelheiten sind die
gleichen wie beim Stand der Technik nach Fig. 3; einander
entsprechende Elemente sind daher mit gleichen Ziffern (wie
dort) bezeichnet.
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Hierbei wird ein abgedichteter Anschluß (oder
Dichtungsanschluß) 51 in eine Einsetzbohrung 53 eingesetzt,
und weiterhin wird (in letztere) eine Schubmutter 57
eingepreßt; dabei graben sich die Lappen 57a in die
Innenfläche der Einsetzbohrung 53 ein, so daß dieser Anschluß
51 einfach und schnell in die Einsetzbohrung 53 einbaubar
ist.
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Auch wenn bei eingebautem abgedichteten Anschluß 51 auf
diesen eine Kraft in der Richtung entgegengesetzt zur
Einsetzrichtung einwirkt (beim Anschließen einer äußeren
Verdrahtung bzw. Zuleitung), neigt der Außendurchmesser D der
Lappen 57a zu einer Vergrößerung, und die Spitzen der Lappen
57a graben sich weiter in die Innenfläche der Einsetzbohrung
53 ein, so daß für den abgedichteten Anschluß 51 keine
Möglichkeit besteht, aus der Einsetzbohrung 53 auszutreten.
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In Fig. 4 ist eine zweite bevorzugte Ausführungsform
dieser Erfindung dargestellt, bei welcher eine Spannscheibe
oder Schubmutter 57 eine Außenfläche eines abgedichteten
Anschlusses 51 so überlappt (is lapped over), daß die Lappen
57a in der Auswärtsrichtung weisen; ein Körper 57b einer
Schubmutter 57 ist durch Punktschweißungen 63 an mehreren in
der Umfangsrichtung beabstandeten Stellen befestigt
(applied), so daß dieser Anschluß 51 und die Schubmutter 57
zu einer Einheit vormontiert sind. Spalte zwischen einem
Hüllrohr 60 und einer Durchgangsbohrung 61 sind zur
Abdichtung mit Glasschmelze 64 gefüllt; hierdurch ist das
Hüllrohr 60 im abgedichteten Anschluß 51 fixiert.
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Eine vormontierte Einheit aus Anschluß 51 und
Schubmutter 57 wird so in eine Einsetzbohrung 53 eingesetzt,
daß eine Stirnfläche des (abgedichteten) Anschlusses 51 an
einem Schulterteil 59 anliegt; dabei graben sich oder stechen
Lappen (nails) 57a der Schubmutter 57 in (upon) die
Innenfläche der Einsetzbohrung 53 ein, womit der Anschluß 51
und die Schubmutter 57 in einem Arbeitsgang in die
Einsetzbohrung 53 eingebaut werden.
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Andere Konstruktions- und Funktionseinzelheiten sind die
gleichen wie bei der ersten bevorzugten Ausführungsform nach
den Fig. 1 und 2; einander entsprechende Elemente sind mit
gleichen Ziffern bezeichnet.
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Fig. 5 zeigt eine dritte bevorzugte Ausführungsform
dieser Erfindung, bei welcher ein abgedichteter Anschluß
(oder Dichtungsanschluß) in zwei Teile, ein vorderes und ein
hinteres Teil, unterteilt und zwischen die so geteilten
beiden Elemente 51A und SiB ein Körper 57b einer Spannscheibe
oder Schubmutter 57 so eingesetzt ist, daß Lappen 57a
derselben in der Auswärtsrichtung weisen. Spalte zwischen
einem Hüllrohr 60 und einer Durchgangsbohrung 61 sind mit
Glasschmelze gefüllt; auf diese Weise sind die Elemente 51A
und 51B sowie die Schubmutter 57 als Einheit vormontiert.
Eine vormontierte Einheit aus dem abgedichteten Anschluß 51
und der Schubmutter wird dann in eine Einsetzbohrung 53
eingesetzt oder eingebaut, wobei diese Elemente in einem
Arbeitsgang in eine Einsetzbohrung 53 eingebaut werden
können.
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Andere Konstruktions- und Funktionseinzelheiten sind die
gleichen wie bei der ersten bevorzugten Ausführungsform nach
den Fig. 1 und 2; einander entsprechende Elemente sind mit
gleichen Ziffern bezeichnet.
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Gemäß dieser, im Anspruch 1 umrissenen Erfindung werden
ein abgedichteter Anschluß in eine Einsetzbohrung eingesetzt
und eine Schubmutter in die Einsetzbohrung eingepreßt;
hierdurch kann dieser Anschluß in der Einsetzbohrung
festgelegt (fitted) werden.
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Infolgedessen sind bisher erforderliche Arbeitsgänge zur
Ausbildung einer Nut für die Aufnahme eines Sprengrings und
zur Entfernung von restlichen Graten nicht nötig, so daß die
erforderliche Arbeitszeit verkürzt sein kann; eine
Beschädigung eines O-Rings durch Restgrate an der Nut kommt
nicht mehr vor, so daß ein Austritt von Gas aus dem
luftdichten Gehäuse verhindert sein kann.
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Wenn ein abgedichteter Anschluß und eine Schubmutter zu
einer Einheit vormontiert werden, können sie in einem
einzigen Arbeitsgang zusammen in eine Einsetzbohrung
eingesetzt oder eingebaut werden; hierdurch kann im Vergleich
zu der im Anspruch 1 umrissenen Erfindung eine weitere
Vereinfachung der Montagearbeit erzielt werden.
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Obgleich die bevorzugte Form dieser Erfindung
beschrieben worden ist, sind dem Fachmann Abwandlungen
derselben innerhalb des Rahmens der Grundgedanken der
vorliegenden Erfindung, wie sie in den anhängenden Ansprüchen
definiert sind, möglich.