涡旋式机器的制作方法

本发明涉及一种涡旋式机器，例如涡旋式压缩机，该涡旋式机器尤其是用于对车辆空调设施的制冷剂进行压缩。

背景技术：

1、在机动车中通常安装有空调设施，这些空调设施借助形成制冷剂循环回路的设施对车辆内部空间进行调温。这种设施原则上具有在其中引导制冷剂的循环回路。制冷剂，例如r-744(二氧化碳，co2)或r-134a(1,1,1,2-四氟乙烷)在蒸发器处被加热，并借助(制冷剂)压缩机或挤压机进行压缩，其中，制冷剂紧接着经由热交换器再次释放所吸收的热，然后经由节流件被重新引导至蒸发器。

2、通常使用所谓的涡旋式机器作为制冷剂压缩机，以便对制冷剂进行压缩。例如，在de 10 2012 104 045 a1中描述了这种被用作针对机动车空调设施的制冷剂的压缩机的涡旋式机器的构造和工作方式。这种涡旋式机器的主要组成部分是两个能相对彼此运动的涡旋件(“涡旋体”)。在大多数情况下，在系统中还存在着液滴形式的或呈雾状的油，其在压缩后至少部分地与(压缩后通常呈气态的)制冷剂分离。然后，制冷剂(可能具有残留的油)被引入到空调循环回路中，而分离出来的油在大多情况下会在涡旋式机器之内从运动的部分旁引导经过以用于对这些运动的部分进行润滑。

3、涡旋件通常被实施为静止不动的固定的涡旋体(固定涡旋体、挤压涡旋体)以及实施为运动的、沿轨道运行的涡旋体(配合涡旋体、转子涡旋体)。两个涡旋体原则上结构类似，并且分别具有基板(主体，涡旋盘)和从基板出发沿轴向方向延伸的螺旋形的(螺线状的)壁部(螺旋壁、涡旋壁)。在组装状态下，两个涡旋体的螺旋壁交错嵌套，并在区段式接触的涡旋体壁部之间形成多个输送室。

4、在这里和下文中，沿轨道运行的运动尤其指的是偏心的、呈圆形的运动轨迹，其中，运动的涡旋体本身并不围绕自己的轴线旋转。在运行中，两个涡旋体相互间具有尽可能小的轴向间距，其中，在每次沿轨道运行的运动中，在螺旋壁之间形成了基本上呈镰刀形的(压缩或输送)室，在两个涡旋体相互间运动的过程中(至少是在压缩流程中)，这些(压缩或输送)室的容积将从外侧沿螺旋壁朝各自的涡旋体的中心轴线的方向移动，并在此逐渐减小(并因此将其中引导的介质压缩)。

5、为了对运动的涡旋体进行驱动而典型地设置有电动马达，电动马达的马达轴借助(a侧的)偏心的轴轴颈(也被称“轴销”)与运动的涡旋件在驱动技术上耦接。

6、由于尤其是两个涡旋体轮廓的制造公差，使得运动的涡旋体的实际偏心的运转轨迹通常偏离理想的偏心的运转轨迹。为了在此使两个涡旋体、尤其是它们的涡旋壁在整个沿轨道运动中能够实现尽可能连贯地在径向上相互贴合，通常存在以能转动的方式支承在轴轴颈上的单元(其也被称为“偏心单元”或“摆杆(swing link)”)。该摆杆在此相对于轴轴颈偏心支承。具体地说，轴轴颈在此偏心地支承在摆杆的轴承轴颈中，其中，运动的涡旋体又通常借助滚动轴承以能围绕轴承轴颈转动的方式被支承。

7、在(压缩机)运行中，切向的压缩力作用于输送室的壁(涡旋壁)上。这些压缩力也作用于轴承轴颈的中心。这些切向的压缩力(尤其是为了维持运行)必须借助驱动力或反作用力来补偿。该反作用力在此作用在轴轴颈的中心中。由于轴轴颈和轴承轴颈的中心存在错位，使得在此引发了转矩，该转矩导致摆杆围绕轴轴颈扭转。此外，由于轴承轴颈相对轴轴颈的偏心性，使得这种扭转还导致轴承轴颈的中心相对于马达轴的中心发生径向位移。换言之，由此改变了所谓的轨道半径，并因此改变了螺旋壁之间的径向间距。因此，摆杆形成了半径补偿系统。

技术实现思路

1、本发明的任务是改进涡旋式机器。

2、根据本发明，该任务通过具有权利要求1的特征的涡旋式机器来解决。本发明的有利的且部分具有创造性的实施方式和改进方案在从属权利要求和以下描述中陈述。

3、根据本发明的涡旋式机器尤其作为涡旋式压缩机并在该范围内尤其被设立且设置成用于对车辆空调设施中的制冷剂进行压缩。为此，涡旋式机器包括第一涡旋体，该第一涡旋体具有在轴向方向上突出的第一涡旋壁。优选地，第一涡旋体在此包括第一基板，第一螺旋壁从该第一基板突出并在此形成第一螺旋道，并且第一涡旋体还包括(尤其是围绕螺旋壁在外侧)环绕的边界壁。涡旋式机器还具有第二涡旋体，该第二涡旋体具有在轴向方向上突出的第二螺旋壁。尤其地，第二涡旋体也包括第二基板，第二螺旋壁从该第二基板突出。第二螺旋壁在此尤其相对第一涡旋体偏心地嵌接到第一螺旋道中，并在按规定的运行中由于相对于具有第一螺旋壁的第一涡旋体作沿轨道运行而形成了一定数量的沿第一螺旋壁运动的输送室(在按规定的压缩机运行中也被称为“压缩室”)。此外，涡旋式机器还包括(优选是电的)驱动装置以及驱动轴，驱动装置和第二涡旋体借助该驱动轴机械地、尤其是在力传递技术上耦接。此外，涡旋式机器还包括半径补偿系统，该半径补偿系统接在驱动轴与第二涡旋体之间。该半径补偿系统具有偏心件(也被称为“摆杆”)，该偏心件借助与驱动轴偏心布置的轴销(或也被称为：轴轴颈)与驱动轴耦接并借助相对于轴销偏心的轴承轴颈与第二涡旋体耦接。优选地，轴销与偏心件和马达轴都是分开的，而轴承轴颈则与偏心件一体式(即整体式)地构成。与轴销的中心轴线(“销中心”)相比，轴承轴颈(中心)轴线(以下简称为“轴颈中心”)在此被布置成具有较大的与驱动轴(中心)轴线(简称为“轴中心”)的间距。

4、本发明基于以下考虑，在按规定的运行中，尤其是在压缩机运行中，由于存在于输送室或压缩室中的(流体、尤其是气体)压力，使得出现了切向力，该切向力作用于轴颈中心上。由于轴颈中心和销中心的偏心性，使得由该切向力引发了围绕销中心转动的转矩。在各自的中心相互间的布置方式如上所述的情况下，该转矩至少在压缩机运行中与驱动轴的转动方向相反地起作用。由于与轴颈中心相比轴销被布置成具有较小的与轴中心的间距，因此通过上述布置方式尤其是在驱动轴的端面上可以提供空位，该空位又可以用来使轴销的直径被设计得尽可能大。而这又能够实现高的所谓的(抗弯)阻力矩，该抗弯阻力矩反映出轴销的抗弯刚度。

5、在特别优选的实施方案中，轴销也被设计成具有相对较大的(销)直径。在这种情况下优选的是，针对预给定的载荷谱，轴销的直径尤其是与在其中(尤其是与轴颈中心相比)销中心具有较大的与轴中心的间距(并且尤其是针对相同载荷谱所设计的)布置方式相比被增大。

6、有利地，更大的轴销的直径还能够实现使轴销更好地“贴合”在偏心件的相应的容纳孔中，尤其是其轴承轴颈中。尤其地，由此减少了赫兹表面压力，这又有助于轴销和/或偏心件(具体来说是其轴承轴颈)的耐用性。此外，由于轴销的更大的直径，使得也可以有利地减少在运行中的动态不平衡，这是因为由于抗弯阻力矩的提高而能够实现轴销的较小的弯曲。轴销的较小的弯曲又能够实现较小的倾斜，并因此造成在运行中第二涡旋体的较小的质量位移。

7、在优选的实施方案中，轴销的直径的增大尤其能够通过如下方式实现，即，适宜地在保持最小容许的边缘间距的情况下使轴销被布置成与驱动轴的边缘间距尽可能小。例如，边缘间距在此与在其中轴中心与销中心之间的间距大于轴中心与轴颈中心之间的间距的布置方式下的边缘间距相同。但可选地，甚至还可以减小边缘间距，这是因为在轴销的直径增大的情况下，为了所需的保持力(由于摩擦作用面更大)，驱动轴与轴销之间的压力可以保持得更低，并因此使轴所承受的载荷较小。优选地，轴销在此单独制造并被置入到驱动轴中，适宜地被压入其中。在此，“最小容许的边缘间距”尤其是指如下值，在该值的情况下避免了驱动轴因轴销与驱动轴之间的压配合而在边缘侧发生鼓起(优选即使是在运行中在按规定的载荷下也亦如此)或至少保持在容许的界限内。换句话说，轴销的直径优选基于驱动轴的端面的如下子圆来选择以使保持尽可能小的边缘间距，为将足够的力传递到第二涡旋体上，销中心应位于该子圆上。尤其地，轴销的直径因此从所选的子圆出发地增大到不低于最小容许的边缘间距的程度。

8、另外优选地，轴中心、轴颈中心和销中心展开成三角形，即不位于共同的直线上。

9、在另外的适宜的实施方案中，偏心件利用其轴承轴颈借助标准轴承、尤其是借助标准滚动轴承(如滚珠轴承)支承在第二涡旋体中。尤其地，因此(尤其是与在其中只能使用较小直径的轴销的布置方式相比)，不使用特殊轴承。通常需要这样的特殊轴承用来关于第二涡旋体补偿或减少轴承轴颈相对于驱动轴的倾斜或翘曲，而这种倾斜或翘曲又是由轴销的翘曲所造成的，以此使得第二涡旋体同样不会相对于驱动轴和第一涡旋体倾斜。例如，这种特殊轴承在滚珠轴承的情况下具有其滚道沿轴向方向并排具有多个不同滚道半径的轴承圈。由于轴销的刚度提高，就不(再)需要这种(通常相对昂贵的)特殊轴承。由此公认地也可以降低制造成本。

10、在适宜的实施方案中，销中心从轴中心看沿(驱动轴的、尤其是在压缩机运行时的)按规定的旋转方向滞后于轴颈中心地布置。形象地且仅是示例性地为了解释而描述的是，销中心(在从涡旋体朝驱动装置方向的观察方向下以及在驱动轴的按规定的逆时针旋转方向的情况下)大约位于“一点半”的定位上，而轴颈中心大致位于“十二点”的定位上(并且轴中心位于指针原点)。须从轴销(尤其是作用到轴承轴颈上)所施加的力在此尤其大约切向地沿旋转方向指向。由于轴销沿旋转方向相对于轴颈中心“滞后”布置，使得从轴销施加的力对指向了轴承轴颈(并且可选地驱动轴)的尽可能大的壁厚。这(例如由于可能的磨损)又有利于更好的、尤其是更长的耐用性。

11、在这里以及在下文中，旋转方向总是尤其按以下视角来理解，即该视角的观察方向从“a”侧朝驱动装置的“b”侧延伸，即从涡旋体朝驱动装置的方向延伸。

12、在另外的适宜的实施方案中，半径补偿系统具有尤其是牢固地保持在驱动轴中的限位销。该限位销被用于限制偏心件的补偿运动并为此与该偏心件处于嵌接。例如，限位销在此被放入在偏心件的细长孔中和/或被放入具有相对于限位销相应增大的直径的孔中。因此，偏心件的扭转就经由该“限位孔”的长度或直径与限位销的直径之间的差来预给定。轴中心在此适宜地被布置在限位销与轴承轴颈轴线以及轴销的轴线之间。

13、涡旋式机器优选用作涡旋式压缩机。在这种情况下，输送室在按规定的(压缩机)运行中(如上所述)代表了压缩室，这是因为压缩室的容积在运行中逐渐减小。然而同样，在这里和下文中所述的涡旋式机器(尤其是在轨道方向颠倒的情况下)也能用于膨胀机运行，即从高压范围向低压范围进行输送，尤其针对涡旋式机器电动马达式地被驱动的情况，因此也能实现发电机式运行，在该发电机式运行中，涡旋运动通过输送室中的介质的膨胀来驱动。

14、优选地，在按规定的运行中，只有两个涡旋体中的一个涡旋体、尤其是第二涡旋体沿轨道运行。在这种情况下，另外的涡旋体，具体是第一涡旋体，优选被构造为静止不动的涡旋体。为简单起见，在下文中将第二涡旋体称为沿轨道运行的涡旋体(也称为“o涡旋体”)。相应地，为简单起见，第一涡旋体也被称为固定涡旋体或“f涡旋体”。