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Motorverdichter für Kleinkältemaschinen Die Erfindung bezieht sich
auf einen Motorverdichter für Kleinkältemaschinen, bei dem der einzige, für einen
hin- und hergehenden Kolben bestimmte Zylinder und Schalldämpferräume, die sich
in Fortsätzen befinden, die in einer zur Motorkurbelwelle senkrechten Ebene zu beiden
Seiten an den Zylinder anschließen, in einem Bauteil zusammengefaßt sind.
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Es ist ein Motorverdichter dieser Art bekannt, bei dem die Schalldämpfer-Fortsätze
bis in den Bereich der senkrecht zur Zylinderachse stehenden Motormittelebene reichen.
Die Innenwände der Schalldämpferkammern sind verlängert und treffen sich auf der
dem Zylinder gegenüberliegenden Seite an einer Befestigungsanordnung. Das den Zylinder
und die Schalldämpfer-Fortsätze aufweisende Bauteil ist daher eine stark exzentrisch
orientierte Konstruktion, die mit erheblichem Materialaufwand so steif gemacht werden
muß, daß es in der Lage ist, Kräfte vom Zylinder auf die gegenüberliegende Seite
zu übertragen.
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Es ist ferner bei einem Wälzkolbenkompressor bekannt, drei in einem
Ringraum angeordnete Schalldämpfer durch radial stehende Wände voneinander zu trennen.
Hierbei ist der Schalldämpferring axial gegenüber dem Zylinder versetzt.
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Es sind auch Motorverdichter mit zwei oder drei Zylindern bekannt,
denen Schalldämpferkammern zugeordnet sind, symmetrisch auf einem Kreisumfang zu
verteilen. Hierbei tritt keine Problematik hinsichtlich der Exzentrizität wie bei
einem einzigen Zylinder auf.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Motorverdichter der
eingangs geschilderten Bauart so zu gestalten, daß mit möglichst wenig Materialaufwand
eine Kraftübertragung vom Zylinder auf die übrigen stationären Bauteile mit möglichst
gleichmäßiger Verteilung erfolgen kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Fortsätze
auf der dem Zylinder gegenüberliegenden Seite derart zusammentreffen, daß das Bauteil
zwei etwa konzentrische annähernd ringförmige Wände besitzt, die durch etwa radial
verlaufende speichenartige Wände miteinander verbunden sind, wobei die Fortsätze
zusammen mit dem Zylinder ein in radialer Richtung geschlossenes Kurbelgehäuse bilden.
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Zylinder und Schalldämpferräume bilden also einen in Zellenbauweise
gestalteten Kranz, der bei minimalem Werkstoffaufwand ein Maximum an Steifigkeit
besitzt. Auch hat das Bauteil mit Bezug auf Nachbarbauteile eine große Auflagefläche,
die sich fast rotationssymmetrisch zur Motorkurbelwellenachse erstreckt. Infolgedessen
können auf den Zylinder einwirkende Kräfte sehr gleichmäßig verteilt abgeleitet
werden. Es besteht eine große Freiheit, Verbindungsmittel, z. B. Schrauben, über
den Umfang des Bauteils zu verteilen. Man kann sogar die nur in symmetrischer Anordnung
brauchbaren Verbindungsmittel zwischen dem Stator des Elektromotors und dem Motortragkörper
gleichzeitig zum Festhalten der das Kurbelgehäuse bildenden Bauteile benutzen.
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Besonders interessant ist diese neue Bauweise für Konstruktionen,
die aus anderen Gründen mit dünner Wandstärke ausgeführt werden müssen, z. B. Zylinder
aus Druckguß.
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Bei einem Motorverdichter mit horizontaler Welle ist es zweckmäßig,
den Zylinder an der tiefsten Stelle des Kurbelgehäuses anzuordnen. Das abgespritzte
Öl läuft automatisch an diese tiefste Stelle des Kurbelgehäuses und bewirkt dort
automatisch eine Schmierung des Zylinders, so daß keine zusätzlichen Bauteile für
die Schmiermittelzufuhr erforderlich sind.
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Des weiteren kann man zumindest an der tiefsten Stelle des abgeschlossenen
Kurbelgehäuses einen Durchbruch zum Motor hin vorsehen, an dessen freiem Ausgang
Lüfterschaufeln des Rotors vorbeistreichen. Das im Kurbelgehäuse gesammelte Öl wird
von den Lüfterschaufeln nach außen geschleudert und kühlt dadurch die dem Motortragkörper
zugewandten Wicklungsköpfe des Stators.
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Nicht zuletzt steht erfindungsgemäß ein größerer Raum für die Schalldämpfung
zur Verfügung, was bei entsprechender Aufteilung des das Kurbelgehäuse bildenden
Kranzes in mehrere Schalldämpferkammern gleichbedeutend mit einer besseren Schalldämpfung
ist. Trotzdem braucht der Kranz nicht so weit auszuladen, wie es bei den bisherigen
Schalldämpferkammern
der Fall war; die Konstruktion ermöglicht
daher sogar Kapseln mit einem kleineren Durchmesser.
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Aus gießtechnischen Gründen sollten sich die Schalldämpferräume nach
einer der Stirnseiten des Kurbelgehäusekranzes hin öffnen. Wenn sich die Schalldämpferräume
in Richtung auf den Motor hin öffnen, kann der Motortragkörper ihren ergänzenden
Abschluß bilden. Man benötigt also keine zusätzlichen Bauteile. Wenn sich die Schalldämpferräume
in Richtung vom Motor weg öffnen, kann eine gemeinsame Platte ihren ergänzenden
Abschluß bilden. Eine solche gemeinsame Platte liegt völlig sicher auf dem das Kurbelgehäuse
bildenden Kranz auf.
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Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Konstruktion in Anwendung
auf ein Bauteil, bei dem Motortragkörper, das Hauptlager und die das Kurbelgehäuse
bildenden Teile, also Zylinder und Schalldämpferräume, einstöckig ausgeformt, insbesondere
im Präzisionsguß hergestellt sind. Man kann nämlich die Wandstärke des Motortragkörpers
gegenüber den bekannten Konstruktionen herabsetzen, weil Zylinder und Schalldämpferwandungen
ringsum dessen Versteifung bewirken.
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Die Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele
im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt
durch ein erstes Ausführungsbeispiel, bei dem sich die Schalldämpferkammern zum
Motorhin öffnen, F i g. 2 eine Draufsicht auf die offene Seite der Schalldämpferkammern
des Kurbelgehäuses nach F i g. 1 und F i g. 3 einen Längsschnitt durch ein zweites
Ausführungsbeispiel, bei dem sich die Schalldämpferkammern in entgegengesetzter
Richtung öffnen und Motortragkörper, Hauptlager, Zylinder und Schalldämpferkammern
in einem Stück gegossen sind.
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Der in F i g. 1 dargestellte Motorverdichter wird durch den Elektromotor,
bestehend aus dem Stator 1 mit der Wicklung 2 und dem Rotor 3 mit dem Käfig 4, angetrieben.
Der Rotor trägt ferner eine Ölschleuderscheibe 5. Die übrigen Mittel für die Schmiermittelverteilung
sind nicht dargestellt.
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Der Motortragkörper 6 ist über Rippen 7 mit dem Hauptlager 8 verbunden,
in dem die Welle 9 des Motorverdichters gehalten ist. Der Kurbelzapfen 10, der an
seinem Ende mit einem Ausgleichsgewicht 11 versehen ist, treibt über eine Pleuelstange
12 den Kolben 13. Dieser bewegt sich im Zylinder 14 hin und her, der mittels einer
Ventilplatte 15 und einem Ventildeckel 16 abgeschlossen ist. Die Befestigung
der letztgenannten Teile geschieht mit Hilfe der Schrauben 17, die in Gewindelöcher
18 (F i g. 2) greifen.
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Der Zylinder 14 ist in einem Gußstück 19 ausgebildet,
das außerdem die Schalldämpferräume 20 bis 25 umfaßt. Zylinder und Schalldämpferräume
sind so angeordnet, daß sie ein in radialer Richtung abgeschlossenes Kurbelgehäuse
26 bilden. Dieses Kurbelgehäuse ist in axialer Hinsicht durch das Ausgleichsgewicht
11 weitgehend abgeschlossen. Das Kurbelgehäuse wird von einer inneren Wand 27 umgeben,
die mit einem gewissen Abstand von einer äußeren Wand 28 umschlossen wird. Die beiden
Wände 27 und 28 sind durch Stege 29 miteinander verbunden, die gleichzeitig eine
Unterteilung der Schalldämpferräume bewirken. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist angenommen, daß die Schalldämpferkammern 20 bis 22 einerseits und 23 bis 25
andererseits auf der Saugseite des Verdichters parallel geschaltet sind. Der Gasstrom
tritt bei den angedeuteten Öffnungen 30 in die ersten Schalldämpferräume ein, gelangt
über die Öffnungen 31 und 32 in die weiteren Schalldämpferräume und tritt von dort
schließlich über die Kanäle 33 in den Ventildeckel ein.
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Der Tragkörper 6 bildet den Abschluß der sechs Schalldämpferräume
20 bis 25. Mit Hilfe von vier durchgehenden Schrauben 34 oder ähnlichen Befestigungsmitteln
werden das Gußstück 19, das hierfür die Bohrungen 35 aufweist, der Tragkörper 6
und der Stator 1 verbunden. Die Schrauben 34 sind gleich lang und symmetrisch zu
zwei senkrecht aufeinanderstehenden und durch die Mittelachse des Motorverdichters
gehenden Ebenen angeordnet.
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Bei dem in F i g. 3 veranschaulichten Ausführungsbeispiel tragen die
identischen Teile die gleichen Bezugszeichen wie in F i g. 1 und 2, entsprechende
Teile die gleichen, aber mit einem Apostroph versehenen Bezugszeichen.
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Ein gemeinsames Gußstück 36 umfaßt den Motortragkörper 6', der über
Rippen 7' mit dem Hauptlager 8' verbunden ist, den Zylinder 14 und die Schalldämpferräume
20' bis 25', von denen nur die eine Kammer 22' zu sehen ist. Wiederum bilden
Zylinder und Schalldämpferräume ein in radialer Richtung geschlossenes Kurbelgehäuse
26'. Die Schalld'ämpferräume sowie das Kurbelgehäuse sind an der freien Außenseite
durch eine gemeinsame Platte 37 abgeschlossen. Diese Platte wird mit dem Gußstück
36 und dem Stator 1 durch Schrauben 34' oder ähnliche Verbindungsmittel zusammengehalten.
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Die Platte 37 dient gleichzeitig als Lagerschild für ein zweites Lager
38 der Welle 9. Außerdem bildet sie einen Teil des Gehäuses für eine Drehkolbenpumpe
39 an der Stirnseite der Welle, die außen durch einen Deckel 40 abgeschlossen ist.
Ein Ansaugkanal 41 für diese Pumpe ist ebenfalls in der Platte 37 vorgesehen. Der
weitere Verlauf der Schmierölkanäle ist nicht veranschaulicht.
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Das im Kurbelgehäuse 26' von exzentrischen Teilen abgeschleuderte
Öl sammelt sich im unteren Teil dieses Gehäuses und schmiert dabei automatisch den
Kolben 13. Alsdann fließt das Öl über die zwischen den Rippen 7' verbleibenden Durchbrüche
42 an der tiefsten Stelle ab. Es wird dabei von den Lüfterfügeln 43 des Rotors ergriffen
und in die Wickelköpfe 44 der Statorwicklung geschleudert. Eine oder mehrere
Atmungsöffnungen 45 sind in der Platte 37 vorgesehen, um die Lüftung zu ermöglichen.
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Die veranschaulichten Ausführungsbeispiele können in verschiedener
Hinsicht abgewandelt werden, ohne daß dadurch vom Grundgedanken der Erfindung abgewichen
wird. Beispielsweise kann das das Kurbelgehäuse bildende Gußstück die senkrecht
zur Welle stehende Wand in seiner Mitte aufweisen, so daß sich Schalldämpferkammern
nach beiden Seiten, also zur Platte 37 und zum Tragkörper 6 hin, erstrecken. Die
Schalldämpferkammern können auf verschiedene andere Weise miteinander verbunden
sein, obgleich einfache Bohrungen, möglichst mit durchgesteckten Rohrabschnitten,
zu bevorzugen sind. Man kann die Schalldämpferräume auch teilweise als Druckschalldämpfer
und teilweise als Saugschalldämpfer verwenden.