DE1503407C - Federaufhängung für einen gekapselten Motorverdichter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Federaufhängung für einen gekapselten Motorverdichter mit lotrechter Welle, insbesondere für eine Kleinkältemaschine, mit spiralförmig gewickelten Bandfedern deren Innenwindung auf einem Befestigungszapfen gehalten ist.

Federaufhängungen für gekapselte Motorverdichter haben eine doppelte Aufgabe: Sie sollen den im Betrieb vom Motorverdichter auf die Kapsel übertragenen Schall dämpfen und sie sollen in Betrieb und möglichst auch beim Transport verhindern, daß der Motorverdichter gegen die Kapselwand anschlägt. Eine Analyse der im Betrieb auftretenden Kräfte zeigt, daß dauernd eine Gewichtskraft, im Anlauf augenblick eine Umfangskraft und während der Betriebsdauer eine von der Kolbenbewegung abhängige Radialkraft vorhanden ist. Bei der Auslegung der bekannten Federanordnungen mußten Kompromisse geschlossen werden, um die verschiedenen Belastungen einigermaßen zu berücksichtigen. So war es unter anderem nicht möglich, den freien Abstand zwischen Kapsel und Motorverdichter noch weiter zu verkleinern.

Es ist eine Federaufhängung bekannt, bei der der Motorverdichter von drei spiralförmig gewickelten Bandfedern mit vertikaler Wickelachse am unteren Ende gehalten wird. Um die Innenwindung greift jeweils ein am Motorverdichter angebrachter Befestigungszapfen. Die Befestigung an der Außenseite erfolgt durch eine tangentiale Verlängerung der äußeren Windung, die in einer Halterung an der Kapsel festgemacht ist. Die Bandfeder kann zwar dem Gewicht des Motorverdichters angepaßt werden. Umfangskräfte und Radialkräfte wirken aber in der Wikkelebene, in der nur eine einzige Federkenngröße wirksam ist, die entweder der Umfangskraft oder der Radialkraft angepaßt werden kann. Außerdem treten im Anlaufaugenblick sehr starke Auslenkungen aus der Ruhelage auf.

Es sind auch schon keglig aus Draht gewickelte Druckfedern benutzt worden, die eine zur Horizontalen leicht geneigte Wickelachse haben und bei einem Motorverdichter mit lotrechter Welle im Abstand von etwa 120° zwischen Kapsel und Motorverdichter eingespannt werden. Das innere Ende ist mit mehreren Windungen in eine öse eingeschraubt, das äußere Ende ist mit einer Windung in eine Fassung eingehängt. Abgesehen davon, daß eine solche Druckfeder quer zu ihrer Wickelachse nur verhältnismäßig geringe Belastungen vertragen kann, müssen auch bei dieser Anordnung erhebliche Kompromisse bei der Berücksichtigung der einzelnen Kräfte geschlossen werden.

Sodann ist es seit vielen Jahrzehnten bekannt, eine Platte, die auch einen Motor tragen kann, an beiden Seiten mit je zwei horizontalen Achsen zu versehen, auf die eine spiralförmig gewickelte Bandfeder aufgesetzt ist. Die Außenwindung der Bandfeder ist von einer Begrenzungswand fest umschlossen. Damit eine Abfederung in jeglicher Richtung möglich ist, können sich diese Bandfedern sowohl in axialer als auch in radialer Richtung frei bewegen. '

Es gibt auch eine Federanordnung, die eine keglig gewickelte Bandfeder mit vertikaler Achse aufweist, deren Innenwindung auf einem Zapfen gehalten ist und deren Außenwindung von einer Begrenzungswand fest umschlossen ist und gegen eine Anschlagfläche anliegt. Diese Federanordnung besitzt eine progressive Federcharakteristik, d. h. eine solche Abhängigkeit zwischen Belastung und Federweg, daß eine bestimmte Belastungsänderung bei geringerer Belastung eine größere Änderung des Federwegs hervorruft als bei größerer Belastung. Diese Charakteristik ergibt sich dadurch, daß sich mit wachsender axialer Belastung die übrigen Windungen zunehmend an der Anschlagfläche anlegen und damit unwirksam werden.

ίο Bei einem gekapselten Motorverdichter mit in der Längsachse angeordneten Zylinderfedern, die zwischen zwei stirnseitigen Flächen gehalten sind, hat man auch schon von der einen Fläche her eine Erhöhung in das Innere der Feder ragen lassen, die als Transportanschlag mit der anderen Fläche zusammenwirken kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Federaufhängung für einen gekapselten Motorverdichter der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der eine freiere Wahl der Federkenngrößen zur besseren Berücksichtigung der auftretenden Kräfte möglich ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Federaufhängung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß gelöst durch die Kombination folgender Merkmale bei jeder Bandfeder:

a) die Außenwindung liegt in ihrem Umfang an einer Begrenzungswand an,

b) die Wickelachse der Bandfeder ist horizontal zur Welle hin gerichtet und im unbelasteten Zustand exzentrisch verlagert, so daß sie durch das Gewicht des Motorverdichters in eine etwa zentrale Lage gebracht wird.

Einer Bandfeder können zwei Federkennlinien verliehen werden, nämlich eine in ihrer Wickelachse und eine in ihrer Wickelebene. Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion wird die Gewichtskraft durch die exzentrische Lage der Wickelachse im unbelasteten Zustand berücksichtigt. Die Federkennlinie in Richtung der Wickelebene kann genau der beim Anlauf auftretenden Umfangskraft angepaßt werden. Die Federkennlinie in Richtung der Wickelachse kann genau der von der Kolbenbewegung herrührenden Radialkraft angepaßt werden. Damit können alle auftretenden Kräfte einzeln berücksichtigt werden. Darüber hinaus werden zu starke Ausschläge zumindest in der Wickelebene verhindert, da sich dabei die Federwindungen aneinander legen, wodurch die effektive Federkonstante wächst. Infolgedessen kann man die Feder im Normal betrieb »weich« halten, so daß sie gute Schalldämpfungseigenschaften hat; bei stärkerer Belastung dagegen kann sie »härter« werden und die Bewegung des Motorverdichters stark abbremsen. Damit ist ein auf dem Gebiet der gekapselten Motorverdichter seit langer Zeit bestehendes Bedürfnis auf einfache Weise befriedigt worden.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden eine keglig gewickelte Bandfeder und eine vertikale, ebene Anschlagfläche auf der der Kegelspitze gegenüberliegenden Seite verwendet. Mit dieser Maßnahme ergibt sich auch eine progressive Federcharakteristik in Richtung der Wickelachse.
Zweckmäßigerweise befindet sich aber der Befestigungszapfen noch axial innerhalb der Begrenzungswand. Bei einer solchen Konstruktion leiden die vorteilhaften Eigenschaften der Bandfeder nicht durch eine zu große axiale Erstreckung.

Die Federaufhängung kann des weiteren als Transportanschlag dienen, der wirksam wird, bevor Teile des Motorverdichters an der Kapselwand anschlagen. Wenn der Befestigungszapfen sich axial innerhalb der Begrenzungswand befindet, führt eine extreme Bewegung des Motorverdichters in Umfangsrichtung oder in Vertikalrichtung dazu, daß sich der Zapfen unter Zwischenschaltung aller Federwindungen an der Begrenzungswand abstützt. Des weiteren kann der Befestigungszapfen eine solche Länge oder einen solchen Flansch besitzen, daß er durch Anschlagen an der Anschlagfläche bzw. an der offenen Stirnseite der Begrenzungswand die Endlage des Federsystems bestimmt. Hierdurch wird eine extreme Bewegung des Motorverdichters in dessen Radialrichtung verhindert.

Die Erfindung wird nachstehend an Hand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch die Federaufhängung für einen gekapselten Kleinkälteverdichter mit lotrechter Motorwelle und

F i g. 2 eine Ansicht auf eine hierbei verwendete Bandfeder mit äußerer Befestigungswand im unbelasteten Zustand.

In einer Kapsel 1 ist ein Motorverdichter 2 untergebracht, dessen Motorwellenachse A senkrecht steht. Aus dem nur angedeuteten Umriß ist der seitlich vorstehende Zylinder 3 erkennbar. Der Motorverdichter 2 ist in der Kapsel 1 an vier Federanordnungen 4 bis 7 aufgehängt, die jeweils den gleichen Aufbau haben. Sie weisen eine keglig gewickelte Bandfeder 8 auf. In deren 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 unbelasteten Zustand so geformt, daß der Mittelpunkt M₁ der inneren Windung exzentrisch gegenüber dem Mittelpunkt M₂ der äußeren Windung liegt. Beim Einbau wird darauf geachtet, daß der exzentrische Mittelpunkt M₁ sich oben befindet, so daß bei Belastung durch den Motorverdichter 2 M₁ 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 axialer Richtung setzt sich niit zunehmender Belastung eine Windung nach der anderen von außen her auf der Anschlagfläche 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 Mittelpunkts M₁ im unbelasteten Zustand bereits berücksichtigt.

ίο Die Federanordnung dient zusätzlich als Transportanschlag. Bei einer übermäßigen Belastung in Achsrichtung 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 an die Begrenzungswand 12 gedrückt, wozu dieser Hohlzapfen 9 axial innerhalb der Begrenzungswand 12 liegt, so daß auch in dieser Richtung eine weitere Bewegung des Motorverdichters verhindert wird.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Federaufhängung für einen gekapselten Motorverdichter mit lotrechter Welle, insbesondere für eine Kleinkältemaschine, mit spiralförmig gewickelten Bandfedern, deren Innenwindung auf einem Befestigungszapfen gehalten ist, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale bei jeder Bandfeder:

a) die Außenwindung liegt mit ihrem Umfang an einer Begrenzungswand (12) an,

b) die Wickelachse der Bandfeder ist horizontal zur Welle hin gerichtet und im unbelasteten Zustand exzentrisch verlagert (M₁), so daß

sie durch das Gewicht des Motorverdichters in eine etwa zentrale Lage (M₂) gebracht wird.

2. Federaufhängung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine keglig gewickelte Bandfeder

(8) und eine vertikale, ebene Anschlagfläche (13) auf der der Kegelspitze gegenüberliegenden Seite.

3. Federaufhängung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungszapfen (9) sich axial innerhalb der Begrenzungswand (12) befindet.

4. Federaufhängung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungszapfen (9) eine solche Länge oder einen solchen Flansch besitzt, daß er durch Anschlagen an der Anschlagfläche (13) bzw. an der offenen Stirnseite der Begrenzungswand (12) die Endlage des Federsystems bestimmt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen