Federaufhängung für einen gekapselten Motorverdichter Die Erfindung bezieht sich auf eine Federaufhän gung für einen gekapselten Motorverdichter, insbeson dere für eine Kleinkältemaschine, unter Benutzung spi ralförmig gewickelter Bandfedern, deren Innenwindung jeweils in axialer und radialer Richtung von einem Be festigungszapfen gehalten ist.
Es ist eine Federaufhängung bekannt, bei der der Motorverdichter von drei derartigen Bandfedern mit vertikaler Wickelachse am unteren Ende gehalten wird. Um die Innenwindung greift jeweils ein am Motorver dichter angebrachter Befestigungszapfen. Die Befesti gung an der Aussenseite erfolgt durch eine tangentiale Verlängerung der äusseren Windung, die in einer Hal terung an der Kapsel festgemacht ist.
Andere Motorverdichter sind mit Hilfe von Zugfe dern in der Kapsel aufgehängt. Ausser Konstruktionen mit mehreren parallelen Zugfedern gibt es solche, bei denen Paare von im Winkel zueinander stehenden Zugfedern vorgesehen sind.
Es sind auch schon keglig aus Draht gewickelte Druckfedern mit horizontaler Wickelachse benutzt worden, die bei einem Motorverdichter mit senkrechter Welle im Abstand von etwa l20 zwischen Kapsel und Ivfotorverdichter eingespannt werden.
Bei Federaufhängung für gekapselte Motorverdich ter sind zwei einander widersprechende Bedingungn zu erfüllen. Einerseits soll die Federung möglichst weich sein, um eine gute Schalldämpfung hervorrufen zu können. Andererseits soll die Federung möglichst hart sein, damit der Motorverdichter bei Stossbelastungen, wie sie im Anlaufaugenblick und beim Transport auf treten können, nicht so stark ausgelenkt wird, dass er an der Kapselwand anschlägt.
Zu weiche Federn kön nen unter Umständen auch mit Resonanzfrequenz an geregt werden, beispielsweise während des Transports auf einer Autobahn, bei dem die Fugen zwischen den Zementplatten eine Schwingungsfrequenz von 6-7 Hz hervorrufen. Daher war man bei den erwähnten be kannten Federaufhängungen gezwungen, einen Kom- promiss zwischen diesen Bedingungen zu schliessen, was einen Verzicht auf eine Verkleinerung des Abstan des zwischen Kapsel und Motorverdichter zur Folge hatte.
Es sind ferner Federsysteme mit progressiver Federcharakteristik bekannt, d. h. einer solchen Ab hängigkeit zwischen Belastung und Federweg, dass eine bestimmte Belastungsänderung bei geringerer Belastung eine grössere Änderung des Federweges hervorruft als bei grösserer Belastung. Eine solche progressive Cha rakteristik ergibt sich beispielsweise bei einer axial be lasteten, keglig gewickelten Feder, deren Innenwindung und Aussenwindung derart zwischen zwei parallelen Anschlagflächen liegt, dass sich mit wachsender axialer Belastung die übrigen Windungen zunehmend an die eine Anschlagfläche anlegen und damit unwirksam werden.
Es ist ferner bekannt, eine durch ein Drehmoment belastete, in einem Gehäuse gehaltene Welle mit der Innenwindung einer spiralförmig gewickelten Bandfe der drehfest zu verbinden, wobei das als tangentiale Verlängerung der Aussenwindung ausgebildete freie Federende derart am Gehäuse befestigt ist, dass die Aussenwindungen exzentrisch zur Drehachse liegen und sich infolgedessen die Windungen der Feder teil weise berühren. Durch die Berührung der Federwin dungen ergibt sich eine dämpfende Reibung. Diese Dämpfung nimmt mit wachsender Belastung zu, weil sich die Bandfeder dabei zusammenzieht und die Rei bungsfläche vergrössert wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine im Normalbetrieb relativ weiche Federaufhäncung für einen gekapselten Motorverdichter zu schaffen, der bei stossartigen Belastungen in wesentlich geringerem hfasse zu Ausschlägen neigt, in kürzerer Zeit wieder zur Ruhe kommt und weniger auf Resonanzschwingun gen anspricht.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Federaufhän gung der eingangs beschriebenen Art dadurch gekenn zeichnet, dass die Aussenwindung der Bandfeder von einer Begrenzungswand fest umschlossen ist und axial gegen eine Anschlagfläche anliegt, wobei die übrigen Windungen bei Normalbelastung einen Abstand von einander und von der Anschlagfläche haben, sich bei wachsender axialer Belastung zunehmend an die An schlagfläche anlegen. Bei dieser Konstruktion ergibt sich sowohl in axialer als auch in radialer Richtung der gewickelten Bandfedern eine progressive Federcharak teristik.
Denn sowohl bei radialer als auch bei axialer Belastung werden Teile der Feder durch Abstützung an der Begrenzungswand bzw. der Anschlagfläche unwirk sam, wodurch die effektive Federkonstante anwächst. Infolgedessen ist die Feder bei geringer Belastung weich" und hat gute Schalldämpfungseigenschaften; bei stärkerer Belastung dagegen ist sie hart und bremst die Bewegung des Motorverdichters stark ab. Dies gilt für höhere, insbesondere beim Transport auf tretende stossartige Belastungen in beliebiger Rich tung, weil sich die in axialer und in radialer Richtung vorhandenen Federeigenschaften auch überlagern kön nen. Resonanzschwingungen können nicht auftreten, da sich die Resonanzfrequenz über den Federweg ver schiebt.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden eine keglig gewickelte Bandfeder und eine ebene An schlagfläche auf der der Kegelspitze gegenüberliegen den Seite verwendet.
Für einen Motorverdichter mit senkrechter Welle empfiehlt es sich, die Wickelachse der Bandfedern im unbelasteten Zustand soweit exzentrisch liegen zu las sen, dass sie durch das Gewicht des Motorverdichters in eine zentrale Lage gebracht wird. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass die Bandfeder im normalen Bela stungszustand in jeder radialen Belastungsrichtung an nähernd die gleiche Änderung der Federcharakteristik erfährt.
Die Federaufhängung kann des weiteren als Trans portanschlag dienen, der wirksam wird, bevor Teile des Motorverdichters an der Kapselwand anschlagen. Wenn der Befestigungszapfen sich axial innerhalb der Begrenzungswand befindet, führt eine extreme radiale Belastung dazu, dass sich der Zapfen unter Zwischen schaltung aller Federwindungen an der Begrenzungs wand abstützt. Des weiteren kann der Befestigungszap fen eine solche Länge oder einen solchen Flansch be sitzen, dass er durch Anschlagen an der Anschlagflä che bzw. an der offenen Stirnseite der Begrenzungwand die Endlage des Federsystems bestimmt. Hierdurch wird bei extremer Belastung in axialer Richtung eine übermässige Auslenkung verhindert.
Die Erfindung wird nachstehend anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, und zwar zeigt: Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf eine gekap- selte Kleinkältemaschine mit senkrechter Motorwelle, Fig. 2 eine Ansicht auf eine hierbei verwendete Bandfeder mit äusserer Befestigungswand im unbela steten Zustand, Fig. 3 in einem Teillängschnitt durch einen Motor verdichter mit senkrechter Welle, eine andere Ausfüh rungsform der Federabstützung,
und Fig. 4 in einem Teillängsschnitt durch einen Motorverdichter mit senkrechter Welle, eine weitere Ausführungsform für die Federabstützung.
In einer Kapsel 1 ist ein Motorverdichter 2 unter gebracht, dessen Motorwellenachse A senkrecht steht. Aus dem nur angedeuteten Umriss ist der seitlich vor stehende Zylinder 3 erkennbar. Der Motorverdichter 2 ist in der Kapsel 1 an vier Federanordnungen 4-7 auf gehängt, die jeweils den gleichen Aufbau haben. Sie weisen eine keglig gewickelte Bandfeder 8 auf. In de ren innere Windung greift ein Hohlzapfen 9, der auf einem an der Kapsel 1 befestigten Träger 10 sitzt. Die äussere Windung ruht in einer am Motorverdichter 2 befestigten Schale 11, deren Rand eine die äussere Windung fest umschliessende Begrenzungswand 12 und deren Bodenfläche eine Anschlagfläche 13 für die Windungen der Bandfeder 8 und im Extremfall für den Hohlzapfen 9 bietet.
Wie Fig. 2 zeigt, ist die Bandfeder 8 im unbelaste ten Zustand so geformt, dass der Mittelpunkt M, der inneren Windung exzentrisch gegenüber dem Mittel punkt Ml der äusseren Windung liegt. Beim Einbau wird darauf geachtet, dass der exzentrische Mittelpunkt M, sich oben befindet, so dass bei Belastung durch den Motorverdichter 2 M, und M, zusammenfallen.
Der besondere Vorteil der hier beschriebenen Federaufhängung liegt darin, dass sie sowohl in axialer Richtung als auch in radialer Richtung eine progressive Federcharakteristik besitzt. Bei einer Belastung in axia ler Richtung setzt sich mit zunehmender Belastung eine Windung nach der anderen von aussen her auf der An schlagfläche 13 auf, so dass die Feder immer steifer wird. In radialer Richtung legt sich mit zunehmender Belastung eine Windung nach der anderen von aussen nach innen an dem in Belastungsrichtung liegenden Teil der Begrenzungswand 12 an, so dass auch hierbei die Federkonstante anwächst. Das Eigengewicht des Motorverdichters ist hierbei durch die exzentrische Lage des Mittelpunktes M, im unbelasteten Zustand bereits berücksichtigt.
Die Federanordnung dient zusätzlich als Transport anschlag. Bei einer übermässigen Belastung in Achs richtung legen sich sämtliche Windungen bzw. die Stirnfläche des Hohlzapfens 9 an der Anschlagfläche 13 an und verhindern eine weitere Bewegung des Motorverdichters. Bei einer radialen Beanspruchung werden alle Windungen durch den Hohlzapfen 9 axial innerhalb der Begrenzungswand 12 liegt, so dass auch in dieser Richtung eine weitere Bewegung des Motor verdichters verhindert wird.
In Fig. 3 ist ein Traakörper 14 eines Motorverdich ters mit senkrechter VN"ellenachse A unter Zwischen schaltung einer Bandfeder 15 mit parallel dazu verlau fender Achse an der Kapsel 16 abgestützt. Ein im Traakörper 14 befestigter Stift 17 greift in die innere Windung der Bandfeder 15. Die äussere Windung wird von einer Schale 18 umschlossen, die über einen Aus leger 19 an der Kapsel befestigt ist.
Während in Fig. 3 der Motorverdichter unten abge stützt wird, ist er in Fig. 4 oben aufgehängt. Wenn man die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 3 verwendet, brauchen lediglich die Schale 18 und der Ausleger 19 mit einem Loch 20 und der Stift 17 mit einem Flansch 21 am äusseren Ende versehen zu werden. Der Flansch 21 kann mit der Stirnseite der Schale 18 in Berührung kommen und als Transportanschlag dienen.
Spring suspension for an encapsulated motor compressor The invention relates to a spring suspension for an encapsulated motor compressor, in particular for a small refrigeration machine, using spirally wound ribbon springs, the inner winding of which is held in the axial and radial directions by a fastening pin.
A spring suspension is known in which the motor compressor is held at the lower end by three such band springs with a vertical winding axis. A fastening pin attached to the Motorver engages around the inner winding. The fastening on the outside is carried out by a tangential extension of the outer turn, which is fastened to the capsule in a holder.
Other motor compressors are suspended in the capsule with the help of Zugfe countries. In addition to designs with several parallel tension springs, there are those in which pairs of tension springs are provided at an angle to one another.
There have also been used compression springs wound in a conical shape from wire with a horizontal winding axis, which are clamped in a motor compressor with a vertical shaft at a distance of about 120 between the capsule and the Ivfotor compressor.
In the case of spring suspension for enclosed motor compressors, two contradicting conditions must be met. On the one hand, the suspension should be as soft as possible in order to be able to produce good sound absorption. On the other hand, the suspension should be as hard as possible so that the motor compressor is not deflected so much that it hits the capsule wall in the event of shock loads, such as those that can occur during start-up and during transport.
If the springs are too soft, they can also be excited at a resonance frequency, for example during transport on a motorway, in which the joints between the cement slabs cause an oscillation frequency of 6-7 Hz. Therefore, with the known spring suspensions mentioned, it was necessary to make a compromise between these conditions, which resulted in a reduction in the distance between the capsule and the motor compressor.
There are also known spring systems with progressive spring characteristics, d. H. From such a dependency between load and spring travel that a certain change in load causes a greater change in the spring travel when the load is lower than when the load is greater. Such a progressive characteristic arises, for example, with an axially loaded, conically coiled spring, the inner and outer turns of which lie between two parallel stop surfaces in such a way that, with increasing axial load, the remaining turns increasingly come into contact with one stop surface and thus become ineffective.
It is also known to connect a torque-loaded shaft held in a housing with the inner turn of a spirally wound band of the non-rotatable, the free spring end formed as a tangential extension of the outer turn being attached to the housing in such a way that the outer turns are eccentric to the axis of rotation lie and as a result, the coils of the spring partially touch. By touching the Federwin windings, there is a damping friction. This damping increases as the load increases, because the ribbon spring contracts and the friction area is increased.
The invention is based on the object of creating a relatively soft spring suspension for an encapsulated motor compressor in normal operation, which tends to swings in much less hfasse under sudden loads, comes to rest in a shorter time and is less responsive to resonance vibrations.
To solve this problem, a spring suspension of the type described at the outset is characterized in that the outer turn of the ribbon spring is firmly enclosed by a delimiting wall and rests axially against a stop surface, the remaining windings being at a distance from each other and from the stop surface under normal load, as the axial load increases, they increasingly apply to the stop surface. With this construction, the wound ribbon springs have a progressive Federcharak teristik both in the axial and in the radial direction.
Because both radial and axial loads, parts of the spring are ineffective sam due to support on the boundary wall or the stop surface, whereby the effective spring constant increases. As a result, the spring is "soft" when the load is low and has good soundproofing properties; on the other hand, when the load is higher, it is hard and slows down the movement of the motor compressor considerably. This applies to higher shock loads in any direction, especially during transport, because the Can also superimpose existing spring properties in the axial and radial direction.Resonant vibrations cannot occur, as the resonant frequency shifts over the spring travel.
In a preferred embodiment, a conically wound ribbon spring and a flat stop surface on the opposite side of the cone tip are used.
For a motor compressor with a vertical shaft, it is advisable to let the winding axis of the ribbon springs lie eccentrically enough in the unloaded state that it is brought into a central position by the weight of the motor compressor. In this way it is ensured that in the normal loading condition the band spring experiences approximately the same change in the spring characteristics in every radial loading direction.
The spring suspension can also serve as a trans port stop, which takes effect before parts of the motor compressor hit the capsule wall. If the fastening pin is located axially within the boundary wall, an extreme radial load leads to the fact that the pin is supported on the boundary wall with the interposition of all spring coils. Furthermore, the fastening pin can be of such a length or such a flange that it determines the end position of the spring system by striking the stop surface or the open end face of the boundary wall. This prevents excessive deflection in the axial direction under extreme loads.
The invention is explained in more detail below on the basis of several exemplary embodiments shown in the drawing, specifically showing: FIG. 1 a schematic plan view of an encapsulated small refrigeration machine with a vertical motor shaft, FIG State, Fig. 3 in a partial longitudinal section through a motor compressor with a vertical shaft, another Ausfüh approximate form of the spring support,
and FIG. 4, in a partial longitudinal section through a motor compressor with a vertical shaft, a further embodiment for the spring support.
In a capsule 1, a motor compressor 2 is brought under, the motor shaft axis A is perpendicular. From the only indicated outline of the laterally standing cylinder 3 can be seen. The motor compressor 2 is hung in the capsule 1 on four spring assemblies 4-7, each of which has the same structure. They have a conically wound ribbon spring 8. In de Ren inner turn engages a hollow pin 9, which sits on a carrier 10 attached to the capsule 1. The outer turn rests in a shell 11 attached to the motor compressor 2, the edge of which provides a boundary wall 12 that firmly encloses the outer turn and the bottom surface of which provides a stop surface 13 for the turns of the ribbon spring 8 and, in the extreme case, for the hollow pin 9.
As FIG. 2 shows, the band spring 8 is shaped in the unloaded state so that the center point M of the inner turn is eccentric with respect to the center point Ml of the outer turn. During installation, care must be taken that the eccentric center M, is at the top, so that when the motor compressor is loaded, 2 M, and M, coincide.
The particular advantage of the spring suspension described here is that it has a progressive spring characteristic both in the axial direction and in the radial direction. In the case of a load in the axial direction, with increasing load, one turn after the other forms on the stop surface 13 from the outside, so that the spring becomes more and more rigid. In the radial direction, as the load increases, one turn after the other is applied from the outside inwards to the part of the boundary wall 12 lying in the load direction, so that the spring constant also increases in this case. The dead weight of the motor compressor is already taken into account by the eccentric position of the center point M in the unloaded state.
The spring arrangement also serves as a transport stop. In the event of an excessive load in the axial direction, all turns or the end face of the hollow pin 9 rest against the stop surface 13 and prevent further movement of the motor compressor. In the event of a radial load, all the turns through the hollow pin 9 are located axially within the boundary wall 12, so that further movement of the motor compressor is prevented in this direction as well.
In FIG. 3, a tractor body 14 of a motor compressor with a vertical VN axis A is supported on the capsule 16 with the interposition of a ribbon spring 15 with an axis running parallel thereto. A pin 17 fastened in the tractor body 14 engages in the inner turn of the ribbon spring 15 The outer turn is enclosed by a shell 18 which is fastened to the capsule via a bracket 19.
While in Fig. 3, the motor compressor is supported abge below, it is suspended in Fig. 4 at the top. If the same reference numerals are used as in FIG. 3, only the shell 18 and the bracket 19 need to be provided with a hole 20 and the pin 17 with a flange 21 at the outer end. The flange 21 can come into contact with the end face of the shell 18 and serve as a transport stop.