DE102008024669B4 - Refrigerant compressor arrangement - Google Patents
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Abstract
Kältemittelverdichteranordnung mit einem Motor, der einen Stator, einen Rotor und eine mit dem Rotor verbundene Kurbelwelle aufweist, einem Zylinderblock, der über einen Träger am Stator befestigt ist und einen Zylinder mit einer Zylinderachse aufweist, und einem Kalottenlager, mit dem die Kurbelwelle im Träger gelagert ist, wobei das Kalottenlager einen Kalottenring, dessen Umfangsfläche einen Teil einer Kugeloberfläche mit einem ersten Radius bildet, und eine Lagerschale, in der der Kalottenring angeordnet ist, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerschale (18) mindestens zwei Kontaktpunkte (21, 22) mit dem Kalottenring (17) aufweist und zumindest im Bereich der Kontaktpunkte (21, 22) einen Teil einer Kugeloberfläche mit einem zweiten Radius, der größer als der erste Radius ist, bildet, wobei die Kontaktpunkte (21, 22) in einer Ebene, die durch die Achse (20) der Kurbelwelle (5) und die Zylinderachse (23) oder eine Parallele zur Zylinderachse (23) aufgespannt ist, entlang einer Geraden (24) angeordnet sind, die mit der Zylinderachse (23) einen vorbestimmten spitzen Winkel (α) einschließt, wobei der Kalottenring (17) eine geneigte Abstützung in der Lagerschale (18) hat.A refrigerant compressor assembly comprising a motor having a stator, a rotor and a crankshaft connected to the rotor, a cylinder block which is attached via a carrier to the stator and having a cylinder with a cylinder axis, and a spherical bearing with which the crankshaft mounted in the carrier is, wherein the spherical bearing a Kalottenring whose peripheral surface forms part of a spherical surface having a first radius, and a bearing shell, in which the Kalottenring is arranged, characterized in that the bearing shell (18) at least two contact points (21, 22) with the Kalottenring (17) and at least in the region of the contact points (21, 22) forms part of a spherical surface having a second radius which is greater than the first radius, wherein the contact points (21, 22) in a plane, the spanned by the axis (20) of the crankshaft (5) and the cylinder axis (23) or a parallel to the cylinder axis (23), e ntlang a straight line (24) are arranged, which with the cylinder axis (23) includes a predetermined acute angle (α), wherein the Kalottenring (17) has an inclined support in the bearing shell (18).
Description
Die Erfindung betrifft eine Kältemittelverdichteranordnung mit einem Motor, der einen Stator, einen Rotor und eine mit dem Rotor verbundene Kurbelwelle aufweist, einem Zylinderblock, der über einen Träger am Stator befestigt ist und einen Zylinder mit einer Zylinderachse aufweist, und einem Kalottenlager, mit dem die Kurbelwelle im Träger gelagert ist, wobei das Kalottenlager einen Kalottenring, dessen Umfangsfläche einen Teil einer Kugeloberfläche mit einem ersten Radius bildet, und eine Lagerschale, in der der Kalottenring angeordnet ist, aufweist.The invention relates to a refrigerant compressor arrangement with a motor comprising a stator, a rotor and a crankshaft connected to the rotor, a cylinder block which is fastened to the stator via a carrier and has a cylinder with a cylinder axis, and a spherical bearing, with which the Crankshaft is mounted in the carrier, wherein the spherical bearing has a Kalottenring whose peripheral surface forms part of a spherical surface having a first radius, and a bearing shell, in which the Kalottenring is arranged.
Eine derartige Kältemittelverdichteranordnung ist beispielsweise aus
Es sind auch Kalottenlager bekannt, bei denen die mit der Kugeloberflache des Kalottenrings zusammenwirkende Lagerflache in einem unterteilten Lagerschild ausgebildet ist. Dies erlaubt zwar eine wesentlich einfachere Konstruktion. Fur das den Kurbelzapfen benachbarte Hauptlager einer Kurbelwelle eines Kaltemittelverdichters hat diese Ausgestaltung jedoch den Nachteil, dass eine ausreichende Aufnahme der Kompressionskräfte gleichzeitig eine Beeintrachtigung der Leichtgängigkeit des Lagers und damit einen erhohten Verschleiß mit sich bringt.There are also spherical bearings are known in which the cooperating with the spherical surface of the Kalottenrings bearing surface is formed in a divided bearing plate. Although this allows a much simpler design. For the crankpin adjacent main bearing of a crankshaft of a refrigerant compressor, however, this embodiment has the disadvantage that a sufficient absorption of the compressive forces at the same time brings a Beeintrachtigung the ease of the bearing and thus increased wear with it.
Aus
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Lageranordnung mit geringem Verschleiß fur die Kurbelwelle anzugeben.The invention has for its object to provide a simple bearing assembly with low wear for the crankshaft.
Diese Aufgabe wird bei einer Kaltemittelverdichteranordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Lagerschale mindestens zwei Kontaktpunkte mit dem Kalottenring aufweist und zumindest im Bereich der Kontaktpunkte einen Teil einer Kugeloberfläche mit einem zweiten Radius, der größer ist als der erste Radius, bildet, wobei die Kontaktpunkte in einer Ebene, die durch die Achse der Kurbelwelle und die Zylinderachse oder eine Parallele zur Zylinderachse aufgespannt ist, entlang einer Geraden angeordnet sind, die mit der Zylinderachse einen vorbestimmten spitzen Winkel einschließt, wobei der Kalottenring eine geneigte Abstutzung in der Lagerschale hat.This object is achieved in a refrigerant compressor arrangement of the type mentioned above in that the bearing shell has at least two contact points with the Kalottenring and at least in the region of the contact points a part of a spherical surface having a second radius which is greater than the first radius forms, wherein the Contact points in a plane spanned by the axis of the crankshaft and the cylinder axis or parallel to the cylinder axis are arranged along a straight line which encloses a predetermined acute angle with the cylinder axis, the dome ring having an inclined Abstutzung in the bearing shell.
Mit dieser Ausgestaltung erreicht man eine leichtgängige Lagerung des Kalottenrings in der Lagerschale und gleichzeitig eine sehr gute Aufnahme der im Betrieb der Kaltemittelverdichteranordnung bei einer Kompression eines Kältemittels auftretenden Kräfte. Der Kalottenring hat sozusagen eine schiefe oder geneigte Abstützung in der Lagerschale. Das Risiko, dass die im Betrieb der Kältemittelverdichteranordnung auftretenden Kräfte den Kalottenring aus der Lagerschale herausdrücken, ist dementsprechend wesentlich verkleinert. Da die Lagerschale mit einem großeren Radius als der Kalottenring ausgebildet ist, kann der Kalottenring auch mit einer ausreichenden Tiefe in die Lagerschale eintauchen, so dass er sich einerseits relativ frei bewegen kann, andererseits aber sichergestellt ist, dass er in der Lagerschale verbleibt.With this embodiment, one achieves a smooth bearing of the spherical cap in the bearing shell and at the same time a very good absorption of the forces occurring during operation of the refrigerant compressor assembly in a compression of a refrigerant. The Kalottenring has a lean or inclined support in the bearing shell, so to speak. The risk that the forces occurring during operation of the refrigerant compressor arrangement press out the Kalottenring from the bearing shell, is correspondingly substantially reduced. Since the bearing shell is formed with a larger radius than the Kalottenring, the Kalottenring can also immerse with a sufficient depth in the bearing shell, so that it can move relatively freely on the one hand, but on the other hand it is ensured that it remains in the bearing shell.
Dies gilt insbesondere dann, wenn der dem Zylinder zugewandte Kontaktpunkt eine großere Entfernung zur Zylinderachse aufweist als der vom Zylinder abgewandte Kontaktpunkt. Der vom Zylinder abgewandte Kontaktpunkt muss die bei einer Kompression eines Kaltemittels im Zylinder auftretenden Krafte aufnehmen. Der dem Zylinder zugewandte Kontaktpunkt muss hingegen nur die bei einem Saughub auftretenden Krafte aufnehmen. Diese sind wesentlich geringer. Durch die Neigung der Geraden wird also bei einem Druckhub oder Kompressionshub der Kalottenring fester in die Lagerschale hineingedruckt. Bei einem Saughub hingegen reichen die auftretenden Kräfte nicht aus, um den Kalottenring aus der Lagerschale herauszubewegen.This applies in particular when the contact point facing the cylinder has a greater distance from the cylinder axis than the contact point remote from the cylinder. The point of contact facing away from the cylinder must absorb the forces which occur during compression of a refrigerant in the cylinder. The contact point facing the cylinder, on the other hand, only has to absorb the forces occurring during a suction stroke. These are much smaller. As a result of the inclination of the straight line, the dome ring is more firmly pressed into the bearing shell during a pressure stroke or compression stroke. In a suction stroke, however, the occurring forces are not sufficient to move out of the Kalottenring from the bearing shell.
Vorzugsweise weist der Winkel eine Große im Bereich von 5 bis 10° auf. Die Neigung ist also relativ schwach, so dass der Kalottenring in der Lagerschale sich unter der Wirkung der auftretenden Kräfte ähnlich verhalt wie ein Kalottenring, bei dem die Kontaktpunkte auf einer Geraden parallel zur Zylinderachse liegen. Durch die geringe Neigung wird aber der Kalottenring mit einer hohen Zuverlässigkeit in der Lagerschale gehalten.Preferably, the angle has a size in the range of 5 to 10 °. The inclination is therefore relatively weak, so that the Kalottenring in the bearing shell behaves similar under the action of the forces occurring as a Kalottenring, in which the contact points lie on a straight line parallel to the cylinder axis. Due to the low inclination is but the Kalottenring held with a high reliability in the bearing shell.
Vorzugsweise weist ein Dreieck, das durch die Kontaktpunkte und einen Mittelpunkt des Kalottenrings aufgespannt ist, zwei Winkel im Bereich von 10 bis 15° auf. Je großer diese Winkel sind, desto leichtgängiger kann sich der Kalottenring in der Lagerschale drehen. Gleichzeitig nehmen aber bei einem größeren derartigen Winkel die Kräfte senkrecht zur Zylinderachse zu, die bei einer in Richtung der Zylinderachse wirkenden Belastung entstehen. Diese Kräfte versuchen, den Kalottenring aus der Lagerschale herauszudrücken. Wenn der Winkel kleiner ist, nehmen diese Kräfte ab, jedoch kann es dann zu Verklemmungen des Kalottenrings in der Lagerschale kommen. Der angegebene Bereich bezuglich der spitzen Winkel im annähernd gleichschenkligen Dreieck bildet diesbezüglich ein Optimum.Preferably, a triangle, which is spanned by the contact points and a center of the Kalottenrings, two angles in the range of 10 to 15 °. The larger these angles are, the easier it is for the dome ring to turn in the bearing shell. At the same time, however, at a greater such angle, the forces perpendicular to the cylinder axis increase, which arise at a load acting in the direction of the cylinder axis. These forces try to push the cup ring out of the cup. If the angle is smaller, these forces decrease, but it can then lead to jamming of the Kalottenrings in the bearing shell. The specified range with respect to the acute angle in the approximately isosceles triangle forms an optimum in this regard.
Vorzugsweise weist der Kalottenring im Bereich seines größten Durchmessers eine Abflachung auf. Diese Abflachung erleichtert die Herstellung. An dieser Abflachung kann der Kalottenring bei der Herstellung beispielsweise erfasst und gehalten werden. Die Abflachung entlang des ”Äquators” des Kalottenrings kann allerdings nicht mit der Oberfläche der Lagerschale direkt in Kontakt kommen. Dies ist ein weiterer Vorteil bei der Verwendung der spitzen Winkel des oben angegebenen Dreiecks.Preferably, the Kalottenring has a flattening in the region of its largest diameter. This flattening facilitates the production. At this flattening the Kalottenring can be detected and held during manufacture, for example. However, the flattening along the "equator" of the dome ring can not come into direct contact with the surface of the bearing shell. This is another advantage of using the acute angle of the triangle indicated above.
Vorzugsweise ist der Kalottenring als Sinterteil ausgebildet. Ein Sinterteil lässt sich relativ preisgünstig herstellen. Ein Sinterteil erlaubt zwar mit vertretbarem Aufwand keine ideale Kugelform seiner Außenoberfläche, die mit der Lagerschale in Kontakt kommt. Da man aber eine Abflachung durchaus hinnehmen kann, spielt dies keine größere Rolle.Preferably, the Kalottenring is designed as a sintered part. A sintered part can be produced relatively inexpensively. A sintered part does not allow, with reasonable effort, an ideal spherical shape of its outer surface, which comes into contact with the bearing shell. But since you can accept a flattening, this does not matter much.
Vorzugsweise ist die Lagerschale aus dem Träger herausgeformt. Der Träger kann also als Blechformteil ausgebildet sein, was die Herstellung weiter vereinfacht und kostengünstig gestaltet. Zusätzliche Elemente sind also nicht erforderlich. Mit dem Einsetzen des Kalottenrings in den Träger ist das Kalottenlager sozusagen fertig.Preferably, the bearing shell is formed out of the carrier. The carrier may thus be formed as a sheet metal part, which further simplifies the production and designed cost. Additional elements are not required. With the insertion of the dome ring in the carrier, the spherical bearing is finished, so to speak.
Vorzugsweise ist der Kalottenring durch eine am Träger befestigte Klemmbrille in der Lagerschale fixiert. Die Klemmbrille nimmt Kräfte auf, die entlang der Kurbelwellenachse wirken. Sie spannt den Kalottenring gegenüber der Lagerschale vor, lässt aber eine gewisse Dreh- oder Kippbeweglichkeit des Kalottenrings gegenüber der Lagerschale zu.Preferably, the Kalottenring is fixed by a carrier attached to the terminal glasses in the bearing shell. The clamping glasses absorb forces acting along the crankshaft axis. It pretensions the Kalottenring against the bearing shell, but allows a certain rotational or tilting mobility of the Kalottenrings against the bearing shell.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigt die
einzige Fig. einen schematischen Querschnitt durch eine Kältemittelverdichteranordnung.The invention will be described below with reference to a preferred embodiment in conjunction with the drawings. Herein shows the
FIG. 1 shows a schematic cross section through a refrigerant compressor arrangement. FIG.
Eine Kältemittelverdichteranordnung
Auf dem Stator
Die Kurbelwelle
Der Kalottenring
Der Kalottenring
Die Kontaktpunkte
Bei Verdichteranordnungen, in denen die Zylinderachse
Die Kontaktpunkte
Der Kalottenring
Der Kontaktpunkt
Bei einem Saughub, bei dem der Kolben
Der Winkel β gibt an, wie weit der Kalottenring
Durch den oben angegebenen Bereich von 10 bis 15° für den Winkel β werden diese Probleme weitgehend vermieden. Darüber hinaus kann man die Abflachung am größten Durchmesser des Kalottenrings
Durch eine Ausgestaltung der Lagerschale
Die Lagerschale
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US6095768A (en) * | 1997-04-28 | 2000-08-01 | Embraco Europe S.R.L. | Hermetic motor-driven compressor for refrigerators |
DE10317458B4 (en) * | 2003-04-16 | 2005-04-21 | Danfoss Compressors Gmbh | Refrigerant compressor and method of manufacturing a refrigerant compressor |
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2008
- 2008-05-21 DE DE102008024669.7A patent/DE102008024669B4/en not_active Expired - Fee Related
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