DE19516811C2 - Kältemittel-Verdichter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kältemittel-Verdichter mit einem elektrischen Motor, dessen Stator Wicklungen mit Wickelköpfen aufweist und dessen Rotor einen Kompressor antreibt, der einen Kompressorblock mit einem axial vorstehenden Lagerabschnitt für eine Rotorwelle auf­ weist, wobei sich ein Wickelkopf in Richtung auf den Kompressorblock erstreckt und zwischen dem Wickelkopf und dem Kompressorblock eine letzteren abdeckende elek­ trische Isolierung vorgesehen ist.

Derartige Kältemittel-Verdichter werden vielfach in Kühlmöbeln eingesetzt, also in Kühlschränken oder Ge­ frierschränken. Hierbei möchte man möglichst viel Platz für den Kühlraum haben, was zu der Forderung führt, den Kältemittel-Verdichter möglichst klein auszubilden.

Es sind daher bereits Kältemittel-Verdichter der ein­ gangs genannten Art bekannt geworden (US 3 306 524), deren Durchmesser im wesentlichen nur durch den Durch­ messer des Motors und deren Höhe durch die Summe der Höhen von Motor und Kompressor bestimmt werden. Die elektrische Isolierung ist hierbei durch eine Schale gebildet, die auf dem Wickelkopf der Statorwicklung befestigt ist, der dem Kompressorblock benachbart ist. Die Befestigung dieser Schale an dem Wickelkopf ist jedoch schwierig. Bei der Montage besteht die Gefahr, daß die Schale aus ihrer Soll-Position herausverschoben wird. Darüber hinaus deckt die Schale nur einen kleinen Teil des Wickelkopfes ab, so daß die elektrische Sicherheit nur dann gewährleistet werden kann, wenn ein ausreichender Abstand zwischen den nicht abgedeckten Teilen des Wickelkopfes und dem Kompressorblock vorhan­ den ist.

Die Verringerung der Baugröße derartiger Kältemittel-Ver­ dichter führt zu einer Verringerung des Wirkungsgra­ des. Eine wesentliche Ursache für diese Verringerung des Wirkungsgrades liegt in den elektrischen Verlusten im Motor.

DE 25 52 794 B2 zeigt einen elektrischen Antriebsmotor für einen hermetisch gekapselten Kältemittelverdichter, dessen Statorwicklung Wickelköpfe aufweist und dessen Rotor einen Kompressor antreibt. Der Kompressor weist einen Kompressorblock mit einem axial vorstehenden Lagerabschnitt für eine Rotorwelle auf. Ein Wickelkopf erstreckt sich in Richtung auf den Kompressorblock. Auf dem Lagerabschnitt ist eine Stützscheibe angeordnet, auf der sich die Stirnverbindungsleiter des Wickelkop­ fes, der dem Kompressorblock benachbart ist, abstützen können. Die Stützscheibe ist aus Kunststoff gebildet.

GB 965 984 zeigt eine Stützeinrichtung für Statorwic­ kelköpfe von elektrischen Maschinen, die aus einem Ring gebildet ist, der radial nach innen und radial nach außen vorstehende Arme aufweist. Die Arme können umge­ faltet werden. Die dann im Querschnitt U-förmig ausge­ bildete Stützvorrichtung wird dann auf den Statorwic­ kelköpfen festgeklemmt und hält ihrerseits die Wickel­ köpfe in Form.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei gleicher Baugröße den Wirkungsgrad des Kältemittel-Verdichters verbessern zu können, ohne den Montageaufwand wesent­ lich zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird bei einem Kältemittel-Verdichter der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die abdec­ kende Isolierung durch eine Folie gebildet ist, die mit einer im wesentlichen zentral angeordneten Öffnung auf den Lagerabschnitt aufgeschoben ist.

Die Folie ist natürlich elektrisch isolierend. Aufgrund ihres Einsatzes in einem gekapselten Kältemittel-Ver­ dichter muß sie auch gegen das dort verwendete Kälte­ mittel resistent sein. Die Folie wird auf den Lagerab­ schnitt aufgeschoben und ist damit am Kompressorblock fixiert. Sie deckt den Kompressorblock ab, so daß man den Wickelkopf nun relativ großzügig vergrößern kann, ohne daß die Gefahr besteht, daß es zu einem elektri­ schen Kontakt zwischen dem Wickelkopf und dem Kompres­ sorblock kommt. Durch die Vergrößerung des Wickelkopfes kann man die elektrischen Verluste verringern und damit den Wirkungsgrad vergrößern. Der Montageaufwand wird nur geringfügig vergrößert. Man muß als zusätzlichen Arbeitsschritt die Folie auf den Lagerabschnitt auf­ schieben. Danach kann der Zusammenbau des Kältemittel­ verdichters in gewohnter Art und Weise erfolgen. Aller­ dings muß man keine Rücksicht mehr darauf nehmen, daß der Wickelkopf der Statorwicklung einen bestimmten Ab­ stand vom Kompressorblock aufweist. Dies vereinfacht die Montage wieder, weil der Stator ohne nähere Ab­ standsforderungen am Kompressorblock befestigt werden kann. Die Folie hat keine ausgeprägte räumliche Form. Sie paßt sich vielmehr dem Wickelkopf an, so daß eine relativ sichere elektrische Isolierung auch bei einfa­ chem Aufbau erreicht wird.

Vorzugsweise liegt die Folie unter einer vorbestimmten Vorspannung am Umfang des Lagerabschnitts an. Mit dem Aufschieben auf den Lagerabschnitt ist sie sozusagen am Kompressorblock fixiert. Dies erleichtert die weitere Montage. Darüber hinaus sichert diese Vorspannung aber auch im Betrieb dagegen, daß die Folie sich aus ihrer vorgesehenen Position löst und zu unvorhergesehenen elektrischen Situationen im Betrieb führt.

Die Folie besteht bevorzugterweise aus einem flexiblen Material mit vorbestimmter Steifigkeit. Sie paßt sich damit sehr gut dem Wickelkopf an. Darüber hinaus sind zum Aufschieben auf den Lagerabschnitt nur geringe Kräfte erforderlich. Die Folie neigt in eingelegtem und verformten Zustand dazu, wieder ihre ebene Form einzu­ nehmen. Dadurch ergibt sich eine gewisse Spannung.

Vorzugsweise weist die Folie im wesentlichen eine rechteckige, insbesondere eine quadratische Form auf. Dadurch paßt sie sich dem Stator des Motors an, der üblicherweise die gleiche Grundform hat, wobei die Ec­ ken dieses Rechtecks oder des Quadrats für die Befesti­ gung verwendet werden. Durch die entsprechende Form der Folie wird die elektrische Isolierung praktisch über die gesamte Querschnittsfläche sichergestellt.

Hierbei ist besonders bevorzugt, daß die Folie durch einwärts bogenförmigverlaufende Kanten begrenzt ist. Diese bogenförmigen Kanten bilden zungenförmige Ecken aus, die sich in die entsprechenden Ecken des Stators erstrecken, sich nach unten biegen und sich gegen die Stützbeine des Kompressorblocks anlegen, wo auch die Befestigung erfolgt. Dazwischen gestatten diese bogen­ förmigen Kanten aber, daß je eine Öffnung zwischen den Stützbeinen des Kompressorblocks frei gehalten wird, auch wenn die Folie über den Wickelkopf herabhängt, so daß eine zufriedenstellende Belüftung durch Kältemit­ telgas und damit Kühlung des Motors gewährleistet ist.

In einer bevorzugten Ausgestaltung weist der Lagerab­ schnitt auf seiner Außenseite im wesentlichen axial verlaufende Verstärkungsrippen und die Öffnung entspre­ chende Aussparungen auf. Dadurch kann sich die Folie auch beim Auftreten von Verstärkungsrippen im wesentli­ chen dicht um den Lagerabschnitt anschließen. Dies er­ höht zum einen die Haltekraft und verbessert zum ande­ ren die elektrische Isolierung.

Vorzugsweise weist der Lagerabschnitt eine konische Form auf. Die Haltekraft wird dann mit zunehmendem Auf­ schieben der Folie vergrößert.

Auch ist bevorzugt, daß die Folie an Stützbeinen des Kompressorblocks anliegt. Man kann die Ausgestaltung sogar so wählen, daß sie in diesem Bereich zwischen den Stützbeinen und dem Stator befestigt, also eingeklemmt, wird. Auch gegenüber den Stützbeinen ist daher die Iso­ lierung sichergestellt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzug­ ten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeich­ nung beschrieben. Hierin zeigen:

Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch einen Käl­ temittel-Verdichter,

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Folie,

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Kompressorblock, vom Motor aus gesehen und

Fig. 4 einen Schnitt IV-IV nach Fig. 3.

Ein Kältemittelverdichter 1 weist in einem hermetisch gekapselten Gehäuse 2 einen elektrischen Motor 3 und einen Kompressor 4 auf. Motor 3 und Kompressor 4 sind über eine gemeinsame Welle 5 miteinander verbunden, wobei die Welle an ihrem kompressorseitigen Ende eine Kurbel 6 aufweist, über die in bekannter Weise ein Pleueltrieb 7 des Kompressors 4 angetrieben wird. Die Welle 5 wird vom Rotor 8 des Motors angetrieben, der sich innerhalb des Stators 9 des Motors 3 drehen kann.

Die Lagerung der Welle 5 erfolgt in einem Kompressor­ block 10, der zu diesem Zweck einen Lagerabschnitt 11 aufweist. Der Lagerabschnitt 11 steht axial in Richtung auf den Motor 3 vor. Er weist Verstärkungsrippen 12 auf, die in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt und einander diametral gegenüberliegend angeordnet sind.

Der Stator 9 weist eine Statorwicklung mit Wickelköpfen 13, 14 auf, von denen der Wickelkopf 14 dem Kompressor­ block 10 benachbart angeordnet ist.

Der Kompressorblock 10 weist, wie dies aus Fig. 4 er­ sichtlich ist, Stützbeine 15 auf, mit deren Hilfe er am Stator 9 befestigt werden kann, beispielsweise mit Hil­ fe von Schrauben, die in dafür vorgesehene Gewindeboh­ rungen 16 eingeschraubt werden können.

Der Aufbau derartiger Kältemittel-Verdichter 1 ist an sich bekannt. Auf weitere Einzelheiten, wie Kältemit­ tel-Ein- und -Auslässe oder elektrische Anschlüsse wird daher nicht näher eingegangen.

Zwischen dem Wickelkopf 14 und dem Kompressorblock 10 ist eine Folie 17 angeordnet, die elektrisch isolieren­ de Eigenschaften aufweist und gegen das im Gehäuse 2 befindliche Kältemittel resistent ist.

Die Folie 17 hat eine im wesentlichen quadratische Form. Die Seiten 18 des Quadrats sind jedoch bogenför­ mig einwärts geschwungen und bilden somit zungenförmige Ecken 19 aus. In der Mitte der Folie 17 ist eine im wesentlichen kreisförmige Öffnung 20 vorgesehen. Die Öffnung 20 wird durch Aussparungen 21 ergänzt, die in Anzahl und Größe den Verstärkungsrippen 12 angepaßt sind. Die Folie 17 besteht aus einem flexiblen Material mit einer gewissen Steifigkeit oder Elastizität, d. h. sie ist problemlos verformbar, neigt aber dazu, zurück zu federn und ihre ursprüngliche ebene Form wieder ein­ zunehmen. Sie ist auf den Lagerabschnitt 11 mit der Öffnung 20 aufgeschoben. Mit den zwischen den Ausspa­ rungen 21 verbleibenden Abschnitten 22 legt sie sich daher unter einer gewissen Vorspannung an den Lagerab­ schnitt 11 an. Da der Lagerabschnitt 11 eine konische Form mit einer relativ schwachen Steigung aufweist, ist das Auffädeln der Folie 17 relativ einfach. Mit zuneh­ mendem Aufschieben der Folie 17 auf den Lagerabschnitt 11 erhöht sich die Haltekraft. Beim Aufschieben auf den Lagerabschnitt 11 biegen sich die zwischen den Ausspa­ rungen 21 verbleibenden Abschnitte 22 vom Kompressor­ block weg. Die Verstärkungsrippen 12 greifen in die Aussparungen, wodurch die Folie 17 eine gewisse Wölbung erfährt und die zungenförmigen Ecken 19 sich gegen die Stützbeine 15 des Kompressorblocks 10 anlegen. Zu die­ ser Wölbung tragen auch die bogenförmigen Seitenkanten 18 der ansonsten etwa quadratischen Folie 17 bei.

Zur Montage des Kältemittel-Verdichters 1 wird zunächst die Folie 17 auf den Lagerabschnitt 11 des Kompressor­ blocks 10 aufgeschoben. Da die Verstärkungsrippen 12 zu den Stützbeinen 15 eine festgelegte Ausrichtung haben, ergibt sich durch die Aussparungen 21 automatisch die richtige Ausrichtung der Folie 17 in der Art, daß die Ecken 19 den Stützbeinen 15 benachbart sind. Die Folie 17 wird dann soweit wie möglich an den Kompressorblock 10 angedrückt und hält dann aufgrund ihrer Eigenspan­ nung fest. Durch das Einlegen der Folie 17 wird die Montagezeit nur ganz unwesentlich verlängert. Danach kann der elektrische Motor 3 eingesetzt werden, wobei das Einsetzen gegebenenfalls in zwei Schritten erfolgt, nämlich zuerst den Stator 9 und dann den Rotor 8 oder umgekehrt. Die Folie 17 stört hierbei nicht weiter, insbesondere dann nicht, wenn bei der Montage der Kom­ pressor 4 unterhalb des Motors 3 angeordnet ist. Man muß auch keine Rücksicht mehr darauf nehmen, daß der Wickelkopf 14 einen Mindestabstand zum Kompressorblock 10 einhält. Die elektrische Isolierung erfolgt aus­ schließlich über die Folie 17. Der Wickelkopf 14 kann damit bis an den Kompressorblock 10 herangedrückt wer­ den. Die Folie paßt sich der Form des Wickelkopfes 14 an. Auch kleinere Veränderungen, die durch die beim Einbau hervorgerufenen mechanischen Kräfte in der Form des Wickelkopfes 14 entstehen können, sind bedeutungs­ los, weil die Folie 17 diese Änderungen aufnehmen kann. Dadurch, daß die Folie 17 bei der Montage an den Stütz­ beinen 15 anliegt, ergibt sich die in Fig. 1 im Quer­ schnitt dargestellte Folienform automatisch. Sie bleibt auch dann erhalten, wenn man die Motor-Kompressor-Ein­ heit 3, 4 umdreht, so daß der Kompressor 4 dann oben zu liegen kommt.

Claims (8)

1. Kältemittel-Verdichter mit einem elektrischen Mo­ tor, dessen Stator Wicklungen mit Wickelköpfen auf­ weist und dessen Rotor einen Kompressor antreibt, der einen Kompressorblock mit einem axial vorste­ henden Lagerabschnitt für eine Rotorwelle aufweist, wobei sich ein Wickelkopf in Richtung auf den Kom­ pressorblock erstreckt und zwischen dem Wickelkopf und dem Kompressorblock eine letzteren abdeckende elektrische Isolierung vorgesehen ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die abdeckende Isolierung durch eine Folie (17) gebildet ist, die mit einer im we­ sentlichen zentral angeordneten Öffnung (20) auf den Lagerabschnitt (11) aufgeschoben ist.

2. Verdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (17) unter einer vorbestimmten Vor­ spannung am Umfang des Lagerabschnitts (11) an­ liegt.

3. Verdichter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Folie (17) aus einem flexiblen Material mit vorbestimmter Steifigkeit besteht.

4. Verdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Folie (17) im wesent­ lichen eine rechteckige, insbesondere eine quadra­ tische Form aufweist.

5. Verdichter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie durch einwärts bogenförmigverlaufende Kanten (18) begrenzt ist.

6. Verdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß der Lagerabschnitt (11) auf seiner Außenseite im wesentlichen axial verlau­ fende Verstärkungsrippen (12) und die Öffnung (20) entsprechende Aussparungen (21) aufweist.

7. Verdichter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagerabschnitt (11) eine konische Form auf­ weist.

8. Verdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Folie (17) an Stütz­ beinen (15) des Kompressorblocks (10) anliegt.