CN101586549B - 密封式制冷剂压缩机装置及其气缸结构的安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种将密封式制冷剂压缩机装置的气缸结构安装在支架结构(14、15)中的方法，其中气缸结构插入支架结构(14、15)中，相对于曲轴(5)对齐并连接到支架结构(14、15)。本发明试图确保制冷剂压缩机装置的良好效率。为此目的，在插入气缸结构之前，支架结构通过校准气缸(40)被变形，直到校准气缸(40)具有预定对准，其后校准气缸(40)被移除，并用所述气缸结构替代该校准气缸地插入支架结构(14、15)中。

Description

密封式制冷剂压缩机装置及其气缸结构的安装方法

技术领域

本发明涉及一种将密封式制冷剂压缩机装置的气缸结构安装在支架结构中的方法，其中，气缸结构插入支架结构中，与曲轴对准并连接到支架结构。

此外，本发明还涉及一种具有曲轴和气缸结构的密封式制冷剂压缩机装置，活塞布置在所述气缸结构中，该活塞通过连杆连接到曲轴，气缸结构支撑在支架结构上。

背景技术

例如从US 6,095,768、EP 0524552A1或者US 7,244,109B2已知这种密封式制冷剂压缩机装置。

密封式制冷剂压缩机广泛应用在家用和工业制冷装置中，例如冰箱、家用冷冻箱、冷冻柜、开顶式冻结或冷冻橱窗。它们被大量制造，并因而认为是应当尽可能成本低廉地制造的大批量产品。

为了简化制造，在上述情况下，气缸结构分别布置在支架上，该支架相对稳定，并连接到驱动电动机的定子。因而，不再需要将气缸结构和用于驱动电动机转子的轴承构造成整体。

不过这种构造的缺点在于，难以精确对准地安装制冷剂压缩机装置的气缸结构。需要定位气缸结构，从而使气缸结构的轴线正好垂直于曲轴的轴线延伸。如果不这样，这会引起活塞在运行时在气缸中歪斜，导致磨损加剧。歪斜的气缸在运行时还需要更多能量，这对效率有不利影响。

发明内容

本发明要解决的技术问题是确保制冷剂压缩机装置的良好效率。

利用本文前言所述类型的方法，该技术问题由此解决：在插入气缸结构之前，支架结构借助校准气缸被变形，直到校准气缸具有预定对准，其后校准气缸被移除，并用所述气缸结构替换该校准气缸地插入支架结构中。

在这种设计方案中，可使用以较低精确度被预加工的支架结构(或简称支架)。最终会被气缸结构插入的容纳部的构成精度仅通过使用校准气缸实现。至少由直径看来，校准气缸具有对应于气缸结构外尺寸的外尺寸。否则，校准气缸仅必须稳定到能使支架变形。在此通常会试图避免校准气缸变形。当将充分的力施加到校准气缸上时，它就能使气缸变形。该变形通过施加的力的大小进行控制，从而校准气缸的轴线优选地与曲轴轴线相交，或者当气缸相对于曲轴轴线侧向偏移时，与平行于曲轴轴线的线相交。然后，当校准气缸从支架移除时，容纳部具有与气缸结构精确配合的几何形状，因此气缸结构的轴线与曲轴轴线或与平行于曲轴轴线的直线相交。总之，气缸结构被安装成，使其轴线与曲轴轴线或曲轴轴线的平行线成直角地相交。

优选地，使用的支架结构具有朝向气缸结构的突起，且突起被变形。如果仅须将突起变形，那么需要的力比使整个支架结构变形所需的力要小。因此，能以更好的精度实现支架结构的变形。在支架结构变形期间支架结构除突起外的其它部分变形的风险相对较小。因此支架结构的变形可以集中在需要变形的区域中。

优选的是，有至少两排突起，远离曲轴的突起要高于紧邻曲轴的突起。在这种设计方案中可以实现的是校准气缸在插入期间首先相对于其最终应呈现的对准倾斜。该倾斜由突起的不同高度所预定。因而也可规定哪些地方必须施加力来使突起变形。校准气缸然后从其倾斜位置倾斜到所需位置，其中，在此施加的力使更高的突起比更低的突起变形更为剧烈。因而能简单和快速地实现支架结构所需的变形。

在此优选的是，在更高突起的区域中在校准气缸上施加压力。当压力被施加在更高突起的区域时，该压力就在它能直接作用到的地方被施加。以此为出发点，即，在这种做法中，主要是更高的突起发生变形。由此减轻变形工作量。

在此优选的是，设两排突起，且每排具有两个突起。因此总共设四个突起，其中两个高于另两个。四个突起为只要要安装的气缸结构提供足够稳定的支撑。

优选地，在将气缸结构连接到支架结构前，将气缸结构垂直于曲轴轴线地推移到支架结构上，直到气缸结构内的压缩容积已达到预定最小值。在变形之后，这样形成已变形的突起或支架结构的公共变形区，即在沿气缸结构的轴线、即垂直于曲轴轴线推移期间，气缸轴线和曲轴轴线之间的角度不发生变化。可利用这一点使气缸移向曲轴或移离曲轴，直到活塞的上死点中产生的压缩容积达到其最小值。压缩容积越小，制冷剂压缩机装置的效率越好。

优选使用校准气缸，其一个端面垂直于其轴线延伸，并且在至少两个位置求出端面到曲轴轴线的距离、或者该端面到与曲轴轴线平行的直线的距离，其中，使支架结构变形，直到所述距离相等。两个位置平行于曲轴轴线地彼此偏移。只要校准气缸倾斜，两个位置具有到曲轴轴线或者到平行于曲轴轴线的平行线的不同距离。

优选地，使用一与曲轴连接的曲轴销的圆周上的线作为平行线。如果气缸结构的轴线和曲轴轴线不相交，而是气缸结构相对于曲轴侧向地偏移，这是尤其有利的。然后可以将曲轴销转动到需要的位置，并进行测量。

还有利的是，支架结构包括支架元件和加强元件，其中加强元件被变形。加强元件的使用能够减少支架结构的质量。支架元件可以根据在定子上的固定而确定尺寸，而加强元件则可以根据气缸结构的固定而确定尺寸。因此仅需在那些为对应的应用目的所需的地方提供材料。另外，例如使拼装的支架结构的固有频率脱离听觉范围，且振动被减弱，这样就能通过使用拼装在一起的两个元件获得声学上的优点。支架元件和加强元件例如可以设计为板材成型件，以必需的精度成本低廉地制造。为了在将气缸结构的轴线相对曲轴轴线对准时达到最终的精度，加强元件被变形。

优选地，气缸结构和支架结构通过冷成形接合方法彼此连接。冷成形接合方法可以例如通过敛缝或者咬合连接实现。由此可以节省辅助接合件。可以避免受热引起的变形。因而，对准的精度并不受到接合工艺的影响。

在本文前言所述类型的制冷剂压缩机装置中，该技术问题由此解决，即，支架结构具有至少一个已变形的变形区。

当气缸结构安装时，变形区已由校准气缸事先变形。因而可以在变形区中确定是否已发生这类变形。变形区的变形使得气缸结构的轴线和曲轴轴线或平行于该曲轴轴线的直线彼此垂直地相交。因而，活塞可以无歪斜风险地在气缸中导引，这使得磨损和运行时的能量消耗都很小。

优选地，变形区具有多个朝向气缸结构的突起，这些突起中的至少一个发生变形。已变形的突起由于变形而使其高度减小，因此气缸结构的轴线达到所期望的对准，即气缸结构的轴线与曲轴轴线或与曲轴轴线平行的直线成直角。

如果远离曲轴的突起比靠近曲轴的突起变形得更为剧烈，这也是有利的。在其变形区包括更剧烈或更轻微变形突起的支架结构中，突起在变形前会具有不同高度。因此，校准气缸可以有一定倾斜地插入变形区，然后通过外部力施加消除这种倾斜，从而使气缸结构的轴线达到所期望的对准。

优选地，支架结构具有安装在电动机上的支架元件和连接到气缸结构的加强元件，变形区位于加强元件中。如上所述，支架结构可以设计得质量较小。支架元件可以根据在电动机上的固定而确定尺寸。反之，加强元件则为了承接气缸结构而被确定尺寸。因此，仅在那位为各个目的所需的地方设置材料。即使在拼装的支架结构中，也可能将共振频率移入非听觉范围中。

附图说明

下面借助优选实施例并结合附图说明本发明。附图中：

图1是制冷剂压缩机装置的示意性局部截面图；

图2是加强元件的透视图；和

图3是与图1对应的具有校准气缸的视图。

具体实施方式

制冷剂压缩机装置1具有带定子3和转子4的电动机2，定子3和转子4之间具有气隙29。转子4抗扭地与转子轴5(也称为“曲轴”)连接，转子轴在其下端具有油泵并在其上端具有曲轴销7。为清楚起见，此处未示出通常包围制冷剂压缩机装置1的机壳。

曲轴销7通过连杆8连接到活塞9，该活塞9可在气缸10中往复运动。气缸10布置在安装套11中。气缸10和安装套11形成气缸结构12，该气缸结构12还包括此处仅示意性示出的气缸盖13。

气缸结构12和电动机2之间的连接由支架实现，在本发明中，该支架包括支架元件14和加强元件15。

支架元件14具有四个凸缘16，凸缘16利用支承面17平放在定子3的端面上。翼板18相对于支承面17倾斜，确保支架元件14不可位移地保持在定子3上。凸缘16然后可以焊接到或者以其它方式连接到定子3上。

支架元件14具有电缆进口19，电动机2的供电电缆20引导通过该电缆进口19。

如图2所示，加强元件15形成盘21。运行时由油泵向上泵送并喷射到未详细示出的机壳中的油聚集在该盘21中，制冷剂压缩机装置1位于该机壳内。油可以通过油通孔22进入支架元件14和加强元件15之间的间隙23内，并从那向外流出。该间隙23由间隔器24保持打开，该间隔器24由支架元件14形成。

支架元件14和加强元件15设计为板材成型件，即，它们在一个或多个工序中通过冲压和弯曲由金属板制造。用于支架元件14的板材比用于加强元件15的板材的材料强度更小。

加强元件15形成用于半球形环(calotte ring)26的轴承套25，转子轴5支承在该半球形环中。半球形环26具有构成一部分球面的圆周表面。轴承套25具有同样也构成部分球面的内面。半球形环26的球面半径比轴承套25的球面半径略小。半球形环26由夹具27保持在轴承套25中。夹具27防止半球形环26移出轴承套25。然而，其允许半球形环26相对于加强元件15有一定的倾斜移动性。

特别由图2可知，加强元件15具有用于安装套11的槽形容纳部30。与该容纳部30邻接的是固定面31、32。安装套11具有从其外壳面向外弯曲的凸缘。当安装套11还未连接到加强元件15时，这些凸缘可以彼此形成钝角。当安装套11插入容纳部30并以一定的力按压入容纳部30时，凸缘平行于固定面31、32定向。在此情况下，凸缘通过敛缝或者咬合连接连接到固定面31、32。在将凸缘连接到固定面31、32之前，安装套11以及位于安装套内部的气缸10可以沿轴向在一定界限内位移，从而可以以此方式调整压缩容积，该压缩容积最终仍保留在活塞9的上死点。该压缩容积应当保持得尽可能小。

加强元件15具有四个突起36-39，其位于容纳部30中。当气缸结构12如图1所示安装在加强元件15中时，这些突起36-39朝向气缸结构12。

在“原始状态”下，即，在制造加强元件15之后及安装气缸结构12之前，靠近转子轴5的突起36、37的高度要小于远离转子轴5的突起38、39的高度。总而言之，布置成两排的四个突起36-39足以以必需的可靠性和精度将气缸结构12支撑在容纳部30中，特别是气缸结构12之后可连接到固定面31、32。

如图3所示，为了实现气缸结构12在加强元件15中所期望的对准，使用校准气缸40。与图1和图2中相同的元件在此标有相同的附图标记。为了简化解释，突起36、38布置在截面平面内。然而，如图2所示，它们实际上在圆周方向上与截面平面有一小段距离。

如上所述，突起38、39高于突起36、37。由图3可知，当校准气缸40插入容纳部30中时，该校准气缸是倾斜的。换句话说，它具有坡度。

校准气缸40具有垂直于其轴线42延伸的端面41。因此，只要加强元件和有其突起36-39还未变形，端面41和曲轴销7的圆周面之间的第一距离43就要大于校准气缸40的端面41和相同圆周位置上曲轴销7的圆周面之间的距离44。曲轴销7的圆周面45平行于转子轴5的轴线6延伸。

校准气缸40现在加载有力46(用箭头表示)。该力46(相对于校准气缸40的轴向)施加在突起38、39的区域中。受到对应大小的力时，这些突起38、39发生变形。不管怎样，它们都要比其它的突起36、37变形得更为剧烈。

突起38、39的变形减小了校准气缸40的轴线42的倾斜，直到该轴线与直线47对齐，该直线47与电动机轴的轴线6成直角48。当气缸结构略侧向偏移时，直线47也可与平行于转子轴5的轴线6的平行线成直角。

连续相互比较距离43、44，则可以很容易地监视校准气缸40的对准。一旦这些距离变得相同，则校准气缸40的轴线以所期望的对准延伸，即该轴线与转子轴5的轴线6、或者与平行于转子轴轴线的平行线构成直角48。

当现在用气缸结构12替代校准气缸40，那么气缸结构12也具有相对于曲轴5的轴线6所期望的对准，因为气缸结构12和校准气缸40具有相同的外尺寸。

然后气缸结构可以移向或移离曲轴销7，直到由活塞9和气缸10以及气缸盖13形成的压缩容积达到最小值。

Claims (13)

1.一种将密封式制冷剂压缩机装置的气缸结构安装在支架结构中的方法，其中，所述气缸结构插入所述支架结构中，相对于曲轴对准并连接到所述支架结构，其特征在于，在插入所述气缸结构之前，借助一校准气缸使所述支架结构变形，直到所述校准气缸具有预定对准，其后将所述校准气缸移除并用所述气缸结构替代该校准气缸而插入所述支架结构中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述支架结构具有朝向所述气缸结构的突起，且所述突起被变形。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述突起有至少两排，其中，远离所述曲轴的突起高于更靠近所述曲轴的突起。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述更高突起的区域中，在所述校准气缸上施加压力。

5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，设置两排突起，每一排具有两个突起。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在将所述气缸结构连接到所述支架结构之前，垂直于所述曲轴轴线地推移所述气缸结构到所述支架结构上，直到所述气缸结构内的压缩容积已到达预定最小值。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述校准气缸的一个端面垂直于其轴线延伸，并且在至少两个位置，求出所述端面到所述曲轴轴线的距离或者所述端面到与所述曲轴轴线相平行的直线的距离，其中，使所述支架结构变形，直到所述距离相同。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，采用与所述曲轴连接的一曲轴销的圆周上的线作为所述平行线。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述支架结构包括支架元件和加强元件，其中，所述加强元件被变形。

10.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述气缸结构和所述支架结构通过冷成形接合方法来连接。

11.一种具有曲轴和气缸结构的密封式制冷剂压缩机装置，活塞布置在所述气缸结构中，所述活塞通过连杆连接到所述曲轴，其中，所述气缸结构支撑在支架结构上，其特征在于，所述支架结构(14、15)具有至少一个变形的变形区(36-39)，其中，所述变形区(36-39)具有多个朝向所述气缸结构(12)的突起，这些突起中的至少一个被变形。

12.根据权利要求11所述的制冷剂压缩机装置，其特征在于，远离所述曲轴(5)的突起(38、39)比靠近所述曲轴(5)的突起(36、37)变形更多。

13.根据权利要求11或12所述的制冷剂压缩机装置，其特征在于，所述支架结构(14、15)具有安装在电动机(2)上的支架元件(14)和连接到所述气缸结构(12)的加强元件(15)，其中，所述变形区(36-39)位于所述加强元件(15)中。

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