Die Erfindung betrifft einen Kompressor, umfassend einen Spiralverdichter mit einem ersten Verdichterkörper und einem zweiten Verdichterkörper, deren in Form einer Kreisevolvente ausgebildete Spiralrippen ineinandergreifen und relativ zueinander in einer um eine Achse orbitierenden Bewegung bewegbar sind, wobei ein zu verdichtendes Medium eingangs¬ seitig angesaugt, in zwischen den Verdichterkörpern gebilde¬ ten Kammern sukzessive verdichtet und ausgangsseitig abge¬ geben wird, einen Antriebsmotor und einen vom Antriebsmotor getriebenen Exzenter zum Erzeugen der orbitierenden Bewegung eines der Verdichterkörper.

Bei den bekannten Kompressoren besteht das Problem - insbesondere bei hohen Druckverhältnissen - daß die Ausla߬ öffnung in einem Boden eines der Verdichterkörper angeordnet ist und daher das verdichtete Medium zum Teil über die ge¬ samte Höhe der Spiralrippen zur Auslaßöffnung strömen muß, so daß der isentrope Gesamtwirkungsgrad nicht optimal sein kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Kompressor der gattungsgemäßen Art hinsichtlich des isen- tropen Gesamtwirkungsgrades zu verbessern.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird bei einem Kompressor der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß einer der Verdichterkörper eine Spiralrippe mit einem im Bereich des inneren Endes liegenden Auslaßkanal aufweist, in welchen eine in einer Wand des Endes liegende Auslaßöffnung mündet.

Diese erfindungsgemäße Lösung hat den großen Vorteil, daß sie eine völlig neue Art des Auslasses des verdichteten Mediums, insbesondere des verdichteten gasförmigen Mediums, eröffnet, denn durch die Anordnung der Auslaßöffnung in der Wand des Endes der Spiralrippe wird die Auslaßöffnung von der Boden¬ fläche des einen Verdichterkörpers weg verlegt und es ent¬ fällt somit die Steuerung des Auslaßquerschnittes und auch des Auslasses insgesamt durch die orbitierende Bewegung.

Darüber hinaus wird durch diese Anordnung des Auslasses die Möglichkeit geschaffen, das zu verdichtende Medium unter optimalen räumlichen Bedingungen, insbesondere bei großer Höhe des Spiralrippen, austreten zu lassen, denn das zu ver¬ dichtende Medium muß beim Auslaß nicht maximal über die ge¬ samte Höhe der Spiralrippen zu der in einer Bodenfläche eines Verdichterkörpers angeordneten Auslaßöffnung strömen, sondern es läßt sich in einfacher Weise der maximale Weg, den das verdichtete Medium zurücklegen muß, auf einen Bruchteil der maximalen Höhe der Spiralrippe reduzieren.

Dies eröffnet die Möglichkeit, den isentropen Gesamtwirkungs¬ grad eines erfindungsgemäßen Kompressors zu verbessern, denn damit werden die Abdichtungen zwischen den Kammern aufhebende Rückwirkungen des zu verdichtenden Mediums bei der Endver¬ dichtung vermieden, die insbesondere bei all den Lösungen auftreten, bei welchen die eine sich zwischen den Enden bildende Kammer auf ein sich auf ein unwesentlich über dem Volumen Null liegendes Volumen verdichtet werden, da bei einem derart kleinen Volumen das letzte, aus der Kammer noch ausströmende verdichtete Medium keinen ausreichend großen Querschnitt mehr zur Verfügung hat.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn die in den Ausla߬ kanal mündende Auslaßöffnung in Richtung der Achse gesehen in einem mittigen Bereich der Wand angeordnet ist, denn damit wird erreicht, daß der maximale Weg, den das verdichtete Medium bei Ausströmen zurückzulegen hat, maximal der halben Höhe der Spiralrippe oder der halben Erstreckung der Spiral¬ rippe in Richtung der Achse entspricht.

Hinsichtlich der Art des in dem Ende der Spiralrippe vorzu¬ sehenden Auslaßkanals wurden im Zusammenhang mit den bisher beschriebenen Lösungen keine näheren Angaben gemacht. So ist es besonders vorteilhaft, wenn der Auslaßkanal durch einen Hohlraum in dem Ende der Spiralrippe gebildet ist, wobei dieser Hohlraum vorzugsweise einen Strömungsquerschnitt zur Verfügung stellt, welcher größer als der durch die Ausla߬ öffnung zur Verfügung gestellte Strömungsquerschnitt ist, so

daß das verdichtete Medium lediglich die Auslaßöffnung als die Strömung hinderndes Element durchströmen muß, dann aber wiederum einen möglichst großen Strömungsquerschnitt vor¬ findet, welcher das Ausströmen des verdichteten Mediums aus der zwischen den Enden gebildeten einen Kammer nicht be¬ hindert.

Besonders zweckmäßig ist es ferner, wenn in der die Ausla߬ öffnung aufweisenden Spiralrippe eine die Auslaßöffnung umge¬ bende Führungstasche vorgesehen ist. Die Führungstasche dient dabei insbesondere dazu, das zur Auslaßöffnung strömende ver¬ dichtete Medium mit möglichst geringer Umlenkung und mög¬ lichst turbulenzarm zur Auslaßöffnung zu führen. Darüber hinaus schafft die Führungstasche in einfacher Weise die Mög¬ lichkeit, ein Restvolumen zwischen den Enden der Spiralrippen zur Verfügung zu stellen, so daß die bereits vorstehend be¬ schriebenen Vorteile hiermit ebenfalls erreichbar sind.

Eine besonders zweckmäßige Lösung sieht vor, daß die Füh¬ rungstasche so an dem Ende der Spiralrippe angeordnet ist, daß in einer Endstellung der orbitierenden Bewegung die Spiralrippe des anderen Verdichterkörpers mit ihrem Ende beiderseits der Führungstasche in linienförmigen Bereichen dichtend anliegt. Mit dieser Lösung ist sichergestellt, daß die Führungstasche zumindest Teil des Restvolumens bildet und somit genau in der Endstellung der orbitierenden Bewegung, in

welcher die höchste Verdichtung des zu verdichtenden Mediums erreicht ist, mit ihrem vollen Querschnitt zur Verfügung steht, um das verdichtete Medium zur Auslaßöffnung zu führen.

Besonders vorteilhaft ist eine weitere Lösung, bei welcher jedes der Enden eine Führungstasche aufweist und diese in der Endstellung einander gegenüberliegend angeordnet sind.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lösung, insbesondere eine Fortbildung der Lösung, bei welcher die Auslaßöffnung außerhalb des von dem Ende der orbitieren¬ den Spiralrippe überstrichenen Bereichs der Bodenfläche des stationären Verdichterkörpers liegt, sieht vor, daß der Aus¬ laßöffnung ein Auslaßventil zugeordnet ist. Hierdurch besteht die Möglichkeit, das Ausströmen des verdichteten Mediums de¬ finiert zu steuern.

Diese Steuerung könnte beispielsweise über ein mittels einer Steuerung gesteuertes Ventil erfolgen, wobei die Steuerung Steuerzeiten nach unterschiedlichen Parametern festlegen kann.

Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel sieht jedoch vor, daß das Auslaßventil druckgesteuert ist. Diese einfache Lösung eröffnet die Möglichkeit, das Ausströmen des ver¬ dichteten Mediums von dem erreichten Druck abhängig zu machen und somit die Möglichkeit zu haben, völlig unabhängig von der

orbitierenden Bewegung bei Erreichen des gewünschten Drucks die Auslaßöffnung zu öffnen und später entsprechend zu ver¬ schließen.

Eine besonders unmittelbare Ventilwirkung ist dann erreich¬ bar, wenn das Auslaßventil die Auslaßöffnung mit einem Ven¬ tilkörper übergreift, und somit unmittelbar der Auslaßöffnung zugeordnet ist. Dies erfordert es, im Fall einer in der Wand des verdickten Endes angeordneten Auslaßöffnung das Ausla߬ ventil so anzuordnen, daß dieses zumindest mit dem die Aus¬ laßöffnung übergreifenden Ventilkörper in den Auslaßkanal oder den Hohlraum in dem Ende hineinragt.

Beim Vorsehen eines derartigen druckgesteuerten Auslaßventils ist es außerdem erforderlich, ein Verankerungselement des Ventils vorzusehen. Es besteht die Möglichkeit, dieses Ver¬ ankerungselement des Ventils in dem Auslaßkanal in dem Ende der Spiralrippe anzuordnen. In diesem Fall ist vorteilhafter¬ weise das gesamte Auslaßventil in dem Hohlraum des Endes der Spiralrippe angeordnet.

Um jedoch insbesondere für Wartung und Montage vorteilhafte Verhältnisse zu schaffen, sieht eine alternative Lösung vor, daß das Verankerungselement des Auslaßventils außerhalb des Auslaßkanals im Ende der Spiralrippe angeordnet ist und bei¬ spielsweise über einer rückseitigen Stirnfläche des die Aus¬ laßöffnung tragenden Verdichterkörpers sitzt.

Die Eignung der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Lösung für Druckverhältnisse von 5 bis 20 wird insbesondere dadurch noch verbessert, daß ein inneres Ende mindestens einer Spiralrippen verdickt ausgebildet ist, da diese Lösung die Möglichkeit eröffnet, das Endvolumen bei der Verdichtung exakt zu definieren und somit auch den ausgangsseitigen Druck exakt festzulegen, ohne die Spiralrippen bis zum Anfang der Kreisevolvente ausführen zu müssen, was insbesondere produk¬ tionstechnische Probleme im Hinblick auf die herzustellenden Formen aufwerfen würde. Durch das innere verdickte Ende min¬ destens einer der Spiralrippe wird die Möglichkeit eröffnet, die Evolventenform nahe des Endes durch die verdickte Form zu verlassen.

Derartige verdickte Enden können in unterschiedlichster Art und Weise ausgebildet sein, so ist beispielsweise in der US- A-4,781,549 eine Art der Ausbildung derartiger verdickter Enden beschrieben, weitere Arten der Ausbildung derartiger verdickten Enden finden sich in der US-A-3, 802, 809, der EP-A- 0 122 722, der US-A-4, 547, 137 und der US-A-4, 558, 997.

Vorzugsweise sind beide Spiralrippen mit einem verdickten inneren Ende ausgebildet, wobei insbesondere die verdickten Enden identische Formen aufweisen.

Eine besonders bevorzugte Variante der erfindungsgemäßen Lösung sieht dabei vor, daß die Spiralrippen so ausgebildet sind, daß sich im Bereich der verdickten Enden die zwei sich eingangsseitig zwischen den Spiralrippen bildenden Kammer zu einer Kammer vereinigen, welche zwischen den Enden bis zu einem Restvolumen verkleinert wird. Diese erfindungsgemäße Lösung hat den großen Vorteil, daß im Gegensatz zu einigen aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen durch die ver¬ dickten Enden nicht angestrebt wird, daß die zwischen diesen gebildete eine Kammer letztlich bis zu einem Volumen ver¬ kleinert wird, das theoretisch einem Nullvolumen entspricht, sondern trotz der verdickten Enden bewußt ein Restvolumen zwischen diesen angestrebt wird, welches dem kleinsten Volu¬ men der Kammer entspricht, die bei noch aneinander dichtend anliegenden Spiralrippen der beiden Verdichterkörper ent- steht, unmittelbar bevor die Enden der Spiralrippen vonein¬ ander abheben und sich die beiden nachfolgenden Kammern mit der zum Restvolumen verkleinerten Kammer vereinigen, um bei der weiteren orbitierenden Bewegung das gemeinsame Volumen wiederum auf das Restvolumen zu verkleinern.

Diese Lösung hat den großen Vorteil, daß sie Undichtigkeiten zwischen den Verdichterkörpern vermeidet, die dadurch ent¬ stehen, daß bei dem letzten Verdichtungszyklus in der einen zwischen den Enden liegenden Kammer ein Überdruck auftritt, der dazu führt, daß sich die Verdichterkörper relativ zuein¬ ander bewegen und dabei die Abdichtung aller zwischen den

Spiralrippen gebildeten Kammern reduziert wird. Ein der¬ artiger Überdruck muß nicht nur dadurch erfolgen, daß dieser in dem zu verdichtenden Medium auftritt, er kann dadurch erfolgen, daß in den zu verdichtenden Medium Flüssigkeit oder öl mitgefördert wird, welches bei Anstreben eines Volumens Null zwischen den verdickten Enden nicht schnell genug, das heißt nicht so schnell wie das zu verdichtende, vorzugsweise gasförmige Medium, verdrängt werden kann und somit dem Er¬ reichen des theoretisch zu Null werdende Endvolumens dadurch entgegenwirkt, daß die verdickten Enden sich nicht schnell genug aufeinander zu bewegen können. In diesem Fall tritt dann gerade die vorstehend beschriebene Reduzierung der Ab¬ dichtung zwischen allen zwischen den Spiralrippen gebildeten Kammern auf.

Eine besonders vorteilhafte Lösung sieht dabei vor, daß das Restvolumen sich mindestens über einen Querschnitt einer Aus¬ laßöffnung erstreckt, und somit insbesondere auch dazu dient, verdrängtem Gas einen ausreichenden Querschnitt noch zur Ver¬ fügung zu stellen, um die Auslaßöffnung zu erreichen.

Ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfin¬ dungsgemäßen Lösung sieht vor, daß die Auslaßöffnung außer¬ halb eines von dem Ende der orbitierenden Spiralrippe über- strichenen Bereichs der Bodenfläche des stationären Ver¬ dichterkörpers liegt. Diese erfindungsgemäße Lösung hat den großen Vorteil, daß mit dieser Anordnung der Auslaßöffnung

von den bisher bekannten Arbeitsprinzipien des Spiralver¬ dichters insoweit abgewichen werden kann, als ein Ausströmen des verdichteten Mediums, insbesondere des verdichteten Gas¬ mediums, nicht mehr von der Position des Endes der orbitie¬ renden Spiralrippe abhängig ist und somit die dadurch be¬ dingte Wegsteuerung des Austritts des zu verdichtenden Mediums durch die orbitierende Bewegung entfällt. Damit kann der Auslaßquerschnitt verdichteten Mediums völlig unabhängig von der orbitierenden Bewegung gesteuert werden.

Diese Lösung eröffnet somit die Möglichkeit, die Auslaßbe¬ dingungen für das verdichtete Medium völlig unabhängig von der orbitierenden Bewegung festzulegen.

Die Erfindung betrifft ferner einen Kompressor, umfassend einen Spiralverdichter mit einem ersten Verdichterkörper und einem zweiten Verdichterkörper, deren in Form einer Kreis¬ evolvente ausgebildete Spiralrippen ineinandergreifen und relativ zueinander in einer um eine Achse orbitierenden Bewe¬ gung bewegbar sind, wobei ein zu verdichtendes Medium ein¬ gangsseitig angesaugt, in zwischen den Verdichterkörpern ge¬ bildeten Kammern sukzessive verdichtet und ausgangsseitig abgegeben wird, einen Antriebsmotor und einen vom Antriebs¬ motor getriebenen Exzenter zum Erzeugen der orbitierenden Bewegung eines der Verdichterkörper, wobei zwischen den Ver¬ dichterkörpern eine radiale und eine axiale Dichtkraft

wirkt. Derartige Kompressoren sind beispielsweise aus der US- A-4,781,549 oder den CN-A-2,063, 232 oder 2,060,807 bekannt.

Bei diesen Kompressoren besteht generell das Problem der Ab¬ dichtung zwischen den Verdichterkörpern, wobei diese Probleme insbesondere bei den für Kältemittelkompressoren üblichen Be¬ dingungen, insbesondere bei großen Druckverhältnissen, vor¬ zugsweise bei Druckverhältnissen von mehr als ungefähr 5 bis beispielsweise ungefähr 20, verstärkt auftreten.

Eine Verschlechterung der Abdichtung der zwischen den Ver¬ dichterkörpern gebildeten Kammern senkt zwar weniger die Volumenleistung des Spiralverdichters, hat jedoch eine Er¬ höhung der für den Antrieb des Spiralverdichters erforder¬ lichen und durch den Antriebsmotor aufzubringenden Wellen¬ leistung zur Folge.

Aus diesem Grund sinkt der isentrope Gesamtwirkungsgrad der¬ artiger Kompressoren.

Die eingangs genannte Aufgabe wird bei einem Kompressor der vorstehend beschriebenen Art ferner erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem Exzenter und dem orbitierenden Ver¬ dichterkörper eine die zur Achse radiale Dichtkraft erzeu¬ gende Dichtkrafterzeugungseinheit vorgesehen ist, in deren Druckraum ein Druckmedium wirkt, welches unter einem zum aus- gangsseitigen Druck des zu verdichtenden Mediums proportio¬ nalen Druck steht.

Die erfindungsgemäße Lösung verwendet somit zur Erzeugung der radialen Dichtkraft nicht nur die durch die Massenträgheit des orbitierenden Verdichterkörpers sich ergebende Kraft, wie dies aus dem Stand der Technik bekannt ist, sondern ermög¬ licht es durch die Dichtkrafterzeugungseinheit, eine defi¬ nierte, zum ausgangsseitigen Druck des Spiralverdichters pro¬ portionale zusätzliche radiale Dichtkraft zu erzeugen.

Diese Lösung hat neben der Tatsache, daß eine weit höhere Dichtkraft erzeugt werden kann, als dies bei vernünftigen Massen der orbitierenden Verdichterkörper durch die Träg¬ heitskraft möglich ist, noch den weiteren Vorteil, daß die zusätzliche radiale Dichtkraft unabhängig von der Rotations¬ frequenz der orbitierenden Bewegung ist, im Gegensatz zu der Verwendung der aus dem Stand der Technik bekannten Massen¬ trägheitskraft.

Eine besonders vorteilhafte Lösung sieht dabei vor, daß die Dichtkrafterzeugungseinheit mit dem Exzenter um die Achse mitrotiert. Diese Lösung hat den großen Vorteil, daß damit sichergestellt werden kann, daß die von der Dichtkrafter¬ zeugungseinheit erzeugte Dichtkraft genau in der gewünschten Richtung wirkt, denn es besteht die Möglichkeit, die Wir¬ kungsrichtung der von der Dichtkrafterzeugungseinheit erzeug¬ ten Dichtkraft exakt relativ zur Richtung der Exzentrizität auszurichten.

Im einfachsten Fall wirkt die radiale Dichtkraft genau in Richtung der Exzentrizität des Exzenters relativ zur Achse. Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist es aber auch möglich, die Richtung der Dichtkraft relativ zur Richtung der Exzen¬ trizität abweichend hiervon festzulegen, um gegebenenfalls zusätzlich zwischen den Verdichterkörpern wirkenden Kräften Rechnung zu tragen.

Eine besonders vorteilhafte Variante der erfindungsgemäßen Lösung sieht vor, daß die Dichtkrafterzeugungseinheit als Doppelzylinder mit zwei gegeneinander wirkenden Druckräumen ausgebildet ist und daß in einem der Druckräume der zum aus¬ gangsseitigen Druck proportionale Druck wirkt und in dem anderen ein Referenzdruck.

Diese Lösung eröffnet die Möglichkeit, nicht nur den Druck in einem Druckraum als zum ausgangsseitigen Druck proportionalen Druck zu definieren, sondern andererseits auch die Möglich¬ keit, den Referenzdruck exakt festzulegen, um die durch die Druckdifferenz in den beiden gegeneinander wirkenden Druck¬ räumen definierte Dichtkraft keinerlei Undefinierten Ein¬ flüssen zu unterwerfen, wie dies beispielsweise dann der Fall wäre, wenn kein eindeutiger Referenzdruck zur Verfügung stehen würde.

Eine besonders vorteilhafte Lösung sieht vor, daß der Referenzdruck ein zum eingangsseitigen Druck proportionaler Druck ist. Mit dieser Lösung läßt sich die radiale Dichtkraft

in besonders geeigneter Weise an die der Abdichtung zwischen den Verdichterkörpern entgegenwirkenden Drücke, nämlich den ausgangsseitigen Druck und den eingangsseitigen Druck, in idealer Weise anpassen, da die Dichtkraft dabei sowohl durch einen zum eingangsseitigen Druck als auch zum ausgangs¬ seitigen Druck proportionalen Druck definiert ist und somit sich stets so einstellt, daß sie den durch diese Drücke einer Abdichtung entgegenwirkenden Kräften voll Rechnung trägt.

Die Dichtkrafterzeugungseinheit kann prinzipiell in unter¬ schiedlichster Art und Weise ausgebildet sein. Ein besonders vorteilhaftes Ausführungsbeispiel sieht vor, daß die Dicht¬ krafterzeugungseinheit einen Innenkörper und einen Außen¬ körper aufweist, die relativ zueinander verschiebbar sind und von denen einer drehfest auf dem Exzenterzapfen sitzt.

Vorzugsweise umfaßt dabei die Dichtkrafterzeugungseinheit einen Innenkörper und einen in einer Richtung gegenüber diesem verschiebbaren Außenkörper wobei der Innenkörper dreh¬ fest auf dem Exzenterzapfen sitzt. Bei dieser Lösung läßt sich durch die Verschiebbarkeit des Außenkörpers relativ zum Innenkörper die Richtung, in welcher die radiale Dichtkraft wirkt, exakt festlegen, da andererseits der Innenkörper dreh¬ fest auf dem Exzenterzapfen sitzt und somit relativ zur Exzentrizität exakt ausrichtbar ist.

Hinsichtlich der Einwirkung des Außenkörpers der Dichtkraft¬ erzeugungseinheit auf den orbitierenden Verdichterkörper wurden bislang keine näheren Aussagen gemacht. So sieht ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel vor, daß der Außenkörper über ein Drehlager auf den bewegbaren Verdichterkörper wirkt. Damit ist sichergestellt, daß die gesamte Dichtkrafterzeu¬ gungseinheit mit dem Exzenterzapfen mitrotiert und anderer¬ seits der bewegbare Verdichterkörper eine im wesentlichen orbitierende Bewegung, vorzugsweise festgelegt durch eine sogenannte Oldhamkupplung, durchführt.

Eine besonders vorteilhaft arbeitende Ausführung der erfin¬ dungsgemäßen Dichtkrafterzeugungseinheit sieht vor, daß die Druckdifferenz zwischen den Druckräumen den Außenkörper re¬ lativ zum Innenkörper radial zur Achse und in Richtung der Exzentrizität des Exzenters beaufschlagt.

Im Rahmen der bisherigen Erläuterung der Druckkrafter¬ zeugungseinheit wurde nicht im einzelnen darauf eingegangen, wie der Druckraum vorteilhafterweise mit dem zum ausgangs¬ seitigen Druck proportionalen Druck beaufschlagt werden kann, insbesondere dann, wenn die Dichtkrafterzeugungseinheit drehfest auf dem Exzenter sitzt und mit diesem mitrotiert. So sieht eine vorteilhafte Lösung vor, daß eine Druckleitung zu dem unter dem ausgangsseitigen Druck proportionalen Druck

stehenden Druckraum durch den Exzenter führt, und vorzugs¬ weise auch durch die den Exzenter tragende Welle, wodurch die Möglichkeit eröffnet wird, die Druckleitung über eine die Welle umgebende Ringnut zu versorgen.

Im Rahmen der bislang erläuterten Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Lösung werden keine näheren Angaben darüber gemacht, wie die axiale Dichtkraft, welche die Verdichter¬ körper gegeneinander beaufschlagt, erzeugt ist. So sieht ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel vor, daß einer der Ver¬ dichterkörper in Richtung des anderen mit einem Medium beauf¬ schlagt ist, dessen Druck proportional zum ausgangsseitigen Druck ist.

Vorzugsweise erfolgt dies bei dem Verdichterkörper, der die orbitierende Bewegung ausführt, so daß die Möglichkeit be¬ steht, einen der Verdichterkörper stationär in einem Gehäuse des Kompressors anzuordnen, während der andere Verdichter¬ körper einerseits orbitiert und somit die axiale Dichtkraft als auch die radiale Dichtkraft durch die erfindungsgemäße Dichtkrafterzeugungseinheit erfährt.

Besonders zweckmäßig läßt sich die axiale Dichtkraft dann erzeugen, wenn über einer rückseitigen Stirnfläche des Ver¬ dichterkörpers eine Axialdruckkammer angeordnet ist, in welcher dann der zum ausgangsseitigen Druck proportionale Druck erzeugbar ist.

Diese Axialdruckkammer läßt sich vorteilhafterweise dadurch ausführen, daß sie einen in axialer Richtung teleskopähnlich verschiebbaren Dichtring aufweist, welcher der Bewegung des Verdichterkörpers in axialer Richtung folgt.

Vorzugsweise ist dieser Dichtring in der axialen Richtung federbeaufschlagt, um ein sicheres Anliegen desselben in sämtlichen Axialstellungen zu ermöglichen.

Eine besonders vorteilhafte Lösung sieht dabei vor, daß innerhalb der Axialdruckkammer die Dichtkrafterzeugungsein¬ heit angeordnet ist, wodurch eine besonders kompakte Lösung geschaffen ist.

Die erfindungsgemäßen Lösungen, bei welchen die radiale Dichtkraft und/oder die axiale Dichtkraft jeweils mittels eines zum ausgangsseitigen Druck proportionalen Drucks erzeugt werden, haben nicht nur den Vorteil, - wie bereits ausführlich beschrieben - eine definierbare Dichtkraft zur Verfügung steht, um die Verdichterkörper in relativ zuein¬ ander abdichtenden Stellungen zu halten. Diese Lösungen haben insbesondere auch den großen Vorteil, daß dann, sollte - beispielsweise durch Überverdichtung in dem Spiralver¬ dichter - ein Überdruck in diesem auftreten, die relative Beweglichkeit zwischen den Verdichterkörpern, die erforder¬ lich ist, um die radiale Dichtkraft und/oder die axiale

Dichtkraft wirksam werden zu lassen, die Möglichkeit er¬ öffnet, daß die Abdichtung zwischen den beiden Verdichter¬ körpern kurzfristig gewollt aufgehoben werden kann, um den durch eine Überverdichtung sich aufbauenden Überdruck zu kom¬ pensieren, wobei bei der erfindungsgemäßen Lösung die Kompensation eines derartigen Überdrucks dadurch genau fest¬ legbar ist, daß sich die wirksamen radialen und/oder axialen Dichtkräfte exakt festlegen lassen, die dann eine Schwelle für den Fall darstellen, daß in den zwischen den Verdichter¬ körpern gebildeten Kammern Überdruck entsteht.

Weitere Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung einiger Ausführungsbeispiele.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen erfindungs¬ gemäßen Spiralverdichters;

Fig. 2 eine ausschnittsweise vergrößerte Darstellung des Bereichs in Fig. 1 um die Dichtkrafter¬ zeugungseinheit;

Fig. 3 einen Schnitt längs Linie 3-3 in Fig. 1;

Fig. 4 einen Schnitt längs Linie 4-4 in Fig. 1;

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Fig. 5 einen Schnitt längs Linie 5-5 in Fig. 1;

Fig. 6 eine ausschnittsweise vergrößerte Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels von ver¬ dickten Enden von Spiralrippen;

Fig. 7 eine ausschnittsweise vergrößerte Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels von ver¬ dickten Enden der Spiralrippen;

Fig. 8 eine ausschnittsweise vergrößerte Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels von ver¬ dickten Enden der Spiralrippen und

Fig. 9 einen Schnitt längs Linie 9-9 in Fig. 8.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Kompressors, insbesondere eines Kältemittelkompressors für Normal- und Tiefkühlung, vorzugsweise bei Druckverhältnissen von ungefähr 5 bis ungefähr 20 arbeitend, dargestellt in Fig. 1, umfaßt ein als Ganzes mit 10 bezeichnetes Gehäuse, in welchem ein Antriebsmotor 12 gelagert ist.

Der Antriebsmotor 12 umfaßt einen Stator 14 und einen um eine Achse 16 drehbaren Rotor 18, welcher beiderseits des Stators 14 mittels Lagern 20 und 22 jeweils in einem im Inneren des Gehäuses 10 angeordneten Lagerschild 24 bzw. 26 drehbar ge¬ lagert ist.

Auf einer dem Stator 14 abgewandten Seite des Lagers 22 ist ein als Ganzes mit 30 bezeichnetes Exzentergetriebe ange¬ ordnet, welches einen exzentrisch bezüglich der Achse 16 an einer Welle 32 des Rotors 18 angeordneten Exzenterzapfen 34 umfaßt, der seinerseits in ein als Dichtkrafterzeugungsein¬ heit ausgebildetes Exzenterlager 36 eingreift, das wiederum über eine Exzenterlageraufnahme 38 auf einen relativ zu einem stationären Verdichterkörper 40 orbitierend bewegbaren Ver¬ dichterkörper 42 wirkt. Dabei ist der stationäre Verdichter¬ körper 40 fest in dem Gehäuse 10 angeordnet und erstreckt sich über einen gesamten Querschnitt desselben quer zur Achse 16. Zwischen dem stationären Verdichterkörper 40 und einem frontseitigen Gehäusedeckel 44 liegt dabei eine Ausgangs¬ druckkammer 46, in welcher das zu verdichtende Medium mit Ausgangsdruck vorliegt.

Die Ausgangsdruckkammer 46 steht über einen einen Außen¬ bereich des stationären Verdichterkörpers 40 durchsetzenden Längskanal 48 in Verbindung mit einer den Antriebsmotor 12 aufnehmenden Motorkammer 50, wobei auch die Motorkammer 50 unter Ausgangsdruck steht.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß sich bei mit liegender Achse 16 angeordnetem Gehäuse 10 in diesem ein Ölsumpf 52 von Schmieröl ausbildet, wobei der Längskanal 48 ebenfalls im Ölsumpf 52 liegt.

Von dem Ölsumpf 52 führt im Lagerschild 26 ein Ölkanal 54 zum Lager 22 und mündet dort in einen einen gelagerten Abschnitt 58 der Welle 32 umgebenden Ringkanal 56, so daß das Schmieröl von dem Ringkanal 56 in einen Ringkanal 62 in dem Abschnitt 58 der Welle 32 übertreten kann.

Von diesem Ringkanal 62 führt ein radial zur Achse 16 ver¬ laufender Stichkanal 64 in ein Inneres der Welle 32, geht dort in einen zum Exzenterzapfen 34 hin verlaufenden Längs¬ kanal 66 über, von welchem seinerseits im Exzenterzapfen 34 ein radialer Stichkanal 68 zu einer Mündungsöffnung 70 in einer Außenumfangsflache 72 des Exzenterzapfens 34 führt.

Wie in Fig. 2 und 3 dargestellt umfaßt das als Dichtkrafter¬ zeugungseinheit ausgebildete Exzenterlager 36 einen Innen¬ körper 80, welcher mit einer als Passfläche für die Außenum- fangsfläche 72 des Exzenterzapfens 34 ausgebildeten Aufnahme 82 für den Exzenterzapfen 34 versehen ist. Der Innenkörper 80 ist dabei über einen Keil 84 drehfest auf dem Exzenterzapfen 34 fixiert.

Mit dem Innenkörper 80 sind zwei Kolben 86 und 88 fest ver¬ bunden, vorzugsweise an diesen angeformt, wobei in dem Kolben 86 ein mit dem Stichkanal 68 fluchtender und sich in diesem über die Mündungsöffnung 70 hinaus fortsetzender Stichkanal 90 vorgesehen ist, welcher seinerseits mit einer Mündungs¬ öffnung 92 in einem Kolbenboden 94 endet.

Beide Kolben 86 und 88 liegen jeweils in einer Zylinderkammer 96 bzw. 98, die beide in einem Außenteil 100 des Exzenter¬ lagers 36 angeordnet sind. Damit begrenzt der Kolben 86 in der Zylinderkammer 96 einen Druckraum 102 während der Kolben 88 in der Zylinderkammer 98 einen Druckraum 104 begrenzt, wobei sich das Außenteil 100 entsprechend der Druckdifferenz in den Druckräumen 102 und 104 relativ zum Innenteil 80 ver¬ schiebt.

Vorzugsweise ist ferner das Innenteil 80 über parallel zu einer Bewegungsrichtung 106 der Kolben 86 und 88 verlaufende Führungsflächen 109 und 111 an korrespondierenden Führungs¬ flächen 113 und 115 im Außenteil 100 geführt, wobei die Füh¬ rungsflächen 109 und 111 beiderseits der Aufnahme 82 ange¬ ordnet sind.

Von dem Druckraum 102 führt, wie in Fig. 2 dargestellt, ein axialer Druckkanal 108 in einen Ringraum 110, von welchem ausgehend in im Bereich des Druckraums 104 ein Drosselkanal 112 zu dem Druckraum 104 führt. Ferner führt von dem Druck¬ raum 104 ein Druckausgleichskanal 114 in einen stirnseitig des Exzenterlagers 36 liegenden Niederdruckraum 116, welcher seinerseits mit einem quer zur Achse 16 durch den Verdichter¬ körper 42 hindurch verlaufenden Niederdruckkanal 118 in Ver¬ bindung steht, der beispielsweise über axiale Stickkanäle 120 mit einer radial außenliegenden und unter Eingangsdruck stehenden Ansaugseite der beiden Verdichterkörper 40, 42 in Verbindung steht.

Aus dem Ölsumpf 52 wird nun durch den Ölkanal 34 Schmieröl über die Ringkanäle 56 und 62, die Kanäle 64, 66 und 68 sowie den Kanal 90 unter Ausgangsdruck stehendes Öl in den Druck¬ raum 102 gedrückt, so daß in diesem ebenfalls Ausgangsdruck vorliegt. Ferner hat das Öl die Möglichkeit, über den axialen Kanal 108, den Ringkanal 110 und den Drosselkanal 112 in den Druckraum 104 einzutreten, wobei der Drosselkanal 112 eine Druckabsenkung, beispielsweise auf ein Niederdruckniveau, welches geringfügig über dem Eingangsdruck, jedoch nennens¬ wert unterhalb des Ausgangsdrucks liegt, so daß das Öl aus dem Druckraum 104 über den Druckausgleichskanal 114, den Niederdruckraum 116, den Niederdruckkanal 118 und den Stich¬ kanal 120 zwischen die Verdichterkörper eingangsseitig zur Schmierung eingespritzt wird.

Gleichzeitig erfolgt aufgrund der Druckdifferenz zwischen dem Druckraum 102 und dem Druckraum 104 eine Kraftwirkung auf das Außenteil 100 derart, daß sich dieses in Richtung 106 vom Kolben 86 wegbewegt.

Der Kolben 86 ist in erfindungsgemäßer Weise so angeordnet, daß die Richtung 106 der Richtung der Exzentrizität des Exzenterzapfens 34 relativ zur Welle 32 entspricht, so daß das Außenteil 100, welches gemeinsam mit dem Innenteil 80 von dem Exzenterzapfen 34 mitgedreht wird, stets mit einer in Richtung 106 der Exzentrizität wirkenden Kraft auf die Ex¬ zenterlageraufnahme 38 wirkt.

Um ein Drehen des Außenteils 100 gemeinsam mit dem Innenteil 80 und dem Exzenterzapfen 34 relativ zur Exzenterlagerauf¬ nahme 38 zu ermöglichen, ist das Außenteil 100 von einem Lagerring 122 umgeben, welcher eine Drehung des Exzenter¬ lagers 36 in der Exzenterlageraufnahme 38 um eine Exzenter¬ achse 124 erlaubt.

Die Exzenterachse 124 bewegt sich dabei auf einem Kreisbogen um die Achse 16, so daß der die Exzenterlageraufnahme 38 tragende orbitierende Verdichterkörper 42 sich entsprechend dieser Kreisbahn orbitierend um die Achse 16 bewegt, wobei der Verdichterkörper 42 mittels einer eine orbitierende Be¬ wegung zulassenden Oldhamkupplung 126 unverdrehbar relativ zum stationären Verdichterkörper 40 geführt ist.

Ferner ist der orbitierende Verdichterkörper 42 in Richtung der Achse 16 beweglich und daher mit einer axialen Kraft in Richtung des stationären Verdichterkörpers 40 beaufschlagt. Diese Kraft wird durch Beaufschlagung eines inneren, die Extenterlageraufnahme 38 mit dem Exzenterlager 36 umfassenden Bereichs 130 mit Ausgangsdruck erreicht. Dieser innere Bereich 130 wird von einem äußeren Bereich 132 durch eine Axialringdichtung 134 getrennt, welche einen in Richtung der Achse 16 verschiebbaren Dichtring 136 aufweist, welcher durch ein Federpaket 138 in Richtung einer rückseitigen Stirnfläche 140 des orbitierenden Verdichterkörpers 42 beaufschlagt ist und außerdem einen am vorderen Lagerschild 26 angeformten

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Führungsring 146 umgreifend an diesem in radialer Richtung dichtend anliegt, wobei der Führungsring 146 gleichzeitig zur Führung des Dichtrings 136 in axialer Richtung dient. Vor¬ zugsweise ist der Dichtring 136 noch mit einem radial schmäler ausgeführten Auflagering 144 versehen, der seiner¬ seits auf der rückseitigen Stirnfläche 140 des orbitierenden Verdichterkörpers 42 aufliegt.

Auch das Federpaket 138 ist vorzugsweise durch den Führungs¬ ring 146 geführt und stützt sich an einer Flanschfläche 142 des vorderen Lagerschildes 26 ab.

Das vordere den Führungsring 146 tragende Lagerschild bildet eine über dem inneren Bereich 130 liegende Axialdruckkammer 148 welcher aufgrund eines Verbindungskanals 149 mit der

Motorkammer 50 verbunden ist, so daß damit in dieser Aus¬ gangsdruck vorliegt.

Der außerhalb des Dichtrings 136 liegende äußere Bereich 132 des orbitierenden Verdichterkörpers 42 liegt in einer eben¬ falls vom vorderen Lagerschild gebildeten Eingangsdruckkammer 150, in welche ein Eingangsstutzen 152 mündet. Die Eingangs¬ druckkammer 150 steht ferner in Verbindung mit einer Außen¬ seite der Verdichterkörper 40 und 42.

Die beiden Verdichterkörper 40 und 42 sind jeweils mit einer spiralförmigen Rippe 160 bzw. 162 versehen, welche sich über einer Bodenfläche 164 bzw. 166 des jeweiligen Verdichter¬ körpers 40 bzw. 42 erheben und jeweils eine äußere Wandfläche 168a bzw. 170a sowie eine innere Wandfläche 168b bzw. 170b aufweisen, die sich von den jeweiligen Bodenflächen 164 bzw. 166, die senkrecht zur Achse 16 verlaufen, parallel zur Rich¬ tung der Achse 16 über eine Höhe von vorzugsweise mehr als 30 mm erheben und außerdem längs einer Kreisevolvente verlaufen, die in einer zur Bodenfläche 164 bzw. 166 parallelen Ebene liegt .

Die spiralförmigen Rippen 160 und 162 sind durch die orbitie¬ rende Bewegung des beweglichen Verdichterkörpers 42 relativ zum stationären Verdichterkörper 40 mit ihren Rippenwand- flachen 168a und 168b bzw. 370a und 170b aneinander anlegbar, wobei sich zwischen diesen sichelförmige Kammern 172 und 174 bilden, in welchen das zu verdichtende Medium von einem radial außenliegenden Einlaßbereich 176 zu einem radial innenliegenden Auslaßbereich 178 gefördert und dabei komprimiert wird.

Diese Kammern 172 und 174 vereinigen sich vor Erreichen des Auslaßbereiches 178 zu einer einzigen Kammer 179.

Derartige Spiralverdichter sind ausführlich beispielsweise in dem Artikel "Scroll Compressor Design and Application

Charakteristics for Airconditioning, Heat Pump and Refrigeration Applications, von J. P.Elson, G. F. Hundi und K.J. Moniet, veröffentlicht in der Zeitschrift Proceedings of the Institute of Refrigeration, Session 1990-1991, Seite 2-1 bis 2-10 oder dem US-Patent 4,781,549 beschrieben, auf welche vollinhaltlich Bezug genommen wird.

Die spiralförmig ausgebildeten Rippen 160 und 162 sind, wie in Fig. 5 und Fig. 6 dargestellt, mit verdickten radial innenliegenden Enden 180, 182 versehen, mit welchen die Mög¬ lichkeit besteht, das zu verdichtende Medium möglichst hoch zu verdichten, ohne daß die spiralförmigen Rippen 160 und 162 möglichst nahe an dem Grundkreis der Evolventen geführt werden müssen. Die Ausgestaltung derartiger verdickter Enden 180 und 182 ist beispielsweise in der EP-A-0 122 722, der US- A-4,547,137, sowie der US-PS 4,558,997 oder der US-PS 4,781,549 beschrieben.

Erfindungsgemäß weist bei der in Fig. 6 dargestellten Lösung das verdickte Ende 180 der spiralförmigen Rippe 160 einen inneren Hohlraum 184 auf, welcher, wie in Fig. 1 dargestellt, sich von einer Öffnung 188 in einer rückseitigen Stirnfläche 186 des stationären Verdichterkörpers 40 in das verdickte Ende 180 der Rippe 160 hinein erstreckt und vorzugsweise zum orbitierenden Verdichterkörper 42 hin verschlossen ist.

In diesen Hohlraum 184 mündet eine Auslaßöffnung 190, welche in einer dem verdickten Ende 182 zugewandten Wand 192 des verdickten Endes 180 der Rippe 160 angeordnet ist und zwar bezogen auf die Erstreckung der Wand 192 in Richtung parallel zur Achse 16 in einem ungefähr mittigen Bereich, so daß die Auslaßöffnung 190 in einer zur Achse 16 parallelen Fläche liegt und ein Austreten des verdichteten Mediums in radialer Richtung zur Achse 16 ermöglicht..

Ferner ist die Wand 192 mit einer dem Ende 182 zugewandten Innenkontur versehen, welche einerseits in einer in Fig. 6 dargestellten Endstellung der orbitierenden Bewegung des orbitierenden Verdichterkörpers 42 relativ zum stationären Verdichterkörper, in welcher die Enden 180 und 182 gerade noch anliegend aneinander anliegen und noch nicht abheben, zwei linienförmige Bereiche 194 und 196 bildet, in welchen eine der Wand 192 zugewandte Wand 198 des verdickten Endes 182 anliegt, und außerdem zwischen diesen linienförmigen Bereichen 194 und 196 eine Führungstasche 200 bildet, deren Innenkontur 204 gegenüber einer Verbindungsgeraden 201 zwischen diesen linienförmigen Bereichen 194 und 196 zurück¬ gesetzt ist sich dabei gegenüber der Verbindungsgeraden 201 in die Wand 192 hinein erstreckt und im Bereich ihres größten Abstandes von der Verbindungsgeraden 201 in die Auslaßöffnung 190 übergeht. Ferner erstreckt sich die Führungstasche in Richtung der linienförmigen Bereichen 194 und 196 über die

Auslaßöffnung 190 hinaus und deren Innenkontur 204 nähert sich sukzessive mit zunehmender Annäherung an die linien¬ förmigen Bereiche 194 und 196 der Verbindungsgeraden 201 an.

Vorzugsweise ist die Innenkontur 204 der Führungstasche 200 im Querschnitt bogenförmig zwischen den linienförmigen Be¬ reichen 194 und 196 liegend ausgebildet, wobei die Ver¬ bindungsgerade 201 eine Bogensehne bildet.

Diese Führungstasche 200 dient dazu, einerseits bei sich aneinander annähernden Enden 180 und 182 das zwischen den Wänden 192 und 198 vorliegende verdichtete Medium möglichst direkt und auf möglichst kurzem Wege zur Auslaßöffnung 190 zu führen und andererseits dazu sicherzustellen, daß in der vor¬ stehend beschriebenen Endstellung der Enden 180 und 182 rela¬ tiv zueinander ein nennenswert großer Raum zur Aufnahme von verdrängtem Öl oder verdrängtem verflüssigtem Medium zur Ver¬ fügung steht und in dieser Endstellung zwischen den Enden 180 und 182 gerade kein gegen Null gehendes Restvolumen vorliegt, wie dies in der US-A-4, 781, 549 angestrebt ist.

Vorzugsweise ist die Innenkontur 204 Führungstasche 200 in Richtung der Achse 16 im Querschnitt ebenfalls bogenförmig vertieft ausgebildet, so daß diese einen tiefstliegenden Bereich 206 aufweist, in welchen die Auslaßöffnung 190 mün¬ det.

Bei dem in Fig. 6 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel weist die Wand 198 des verdickten Endes 182 eine im wesent¬ lichen sich gerade zwischen den linienförmigen Anlagebe¬ reichen 194 und 196 in der Endstellung erstreckende Innen¬ kontur 208 auf, welche im wesentlichen der Verbindungsgeraden 201 angenähert ist.

Eine noch vorteilhaftere Ausführungsform der erfindungs¬ gemäßen Lösung, dargestellt in Fig. 7 weist im Gegensatz zur in Fig. 6 dargestellten Lösung auch in der Wand 198 eine Füh¬ rungstasche 202 auf, welche in der beschriebenen Endstellung der Enden 180 und 182 der Führungstasche 200 exakt gegenüber¬ liegt und ebenfalls mit ihrer Innenkontur 208' bogenförmig bezüglich der Verbindungsgeraden 201 ausgebildet ist.

Durch diese beiden, einander gegenüberliegenden Führungs¬ taschen 200 und 202 wird erreicht, daß diese in der End¬ stellung der orbitierenden Bewegung in dem der Auslaßöffnung 190 gegenüberliegenden Bereich einen ausreichend großen Gasströmungsquerschnitt für das ausströmende Gas zur Ver¬ fügung stellen, um dieses Gas möglichst strömungsoptimal zur Auslaßöffnung 190 zu führen und außerdem einen nennenswerten Raum zur Aufnahme von verdrängtem Öl oder verdrängtem ver¬ flüssigtem Medium zu bilden, wobei die größte Ansammlung von verdrängtem Öl oder verflüssigtem Medium nahe der Ausla߬ öffnung 190 gebildet wird.

Wie sowohl in Fig. 6 und Fig. 7 dargestellt, ist die Ausla߬ öffnung 190 mit einem druckgesteuerten Auslaßventil 210 ver¬ sehen, welches im dargestellten Ausführungsbeispiel eine mit einem vorderen flexiblen Bereich 211 versehene Lamelle 212 aufweist, deren Öffnungsbewegung durch einen Fänger 214 begrenzt ist. Lamelle 212 und Fänger 214 sind beispielsweise mit einem Verankerungselement 216, beispielsweise einer Schraube, in der Wand 192, vorzugsweise in einem verdickten, bezüglich des linienförmigen Bereichs 194 der Führungstasche 200 gegenüberliegenden Bereich 218 verankert.

Die Lamelle 212 liegt ihrerseits an einer Wandfläche 220 des Hohlraums 184 im Bereich der Wand 192 an, wobei der vordere Bereich 211 der Lamelle 212 die Auslaßöffnung 190 im Bereich ihrer Einmündung in den Hohlraum 184 übergreift.

Alternativ dazu ist es möglich, anstelle des Lamellenventils ein anderes drucksteuerbares Ventil, beispielsweise ein Plattenventil vorzusehen.

Bei einem dritten Ausführungsbeispiel, dargestellt in Fig. 8 und 9 ist das Lamellenventil 210' so angeordnet, daß die Lamelle 212 mit ihrem vorderen Bereich 211 ebenfalls die Aus¬ laßöffnung 190 übergreifend im Hohlraum 184 an der Wandfläche 220 anliegt. Die Lamelle 212 erstreckt sich jedoch, wie in Fig. 9 dargestellt, ausgehend von ihrem vorderen Bereich 211

in Richtung der rückseitigen Stirnfläche 186 des Verdichter¬ körpers 40 und aus der Öffnung 188 heraus u dem Verankerungs¬ element 216, welches an einen sich rückseitig über der Stirn¬ fläche 186 erhebender Vorsprung 222 angreift, so daß das Ver¬ ankerungselement 216 über der Rückseite 186 frei zugänglich liegt, wodurch eine Montage des Lamellenventils 210' erleich¬ tert wird. In gleicher Weise wie die Lamellen 212 erstreckt sich der Fänger 214, so daß Lamelle 212 und Fänger 214 nur mit ihren vorderen Bereichen durch die Öffnung 188 in den Hohlraum 184 hineinragen und somit einfach montierbar sind.