DE19850722C1 - Hermetischer Motorkompressor - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft einen hermetisch gekapselten, motorgetriebenen Kältemittelkompressor für Kaltdampfkälteanlagen kleiner Leistung, vorzugsweise von Haushaltkältegeräten, Getränkekühlern und anderen vergleichbaren Massenprodukten. Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen hermetisch geschlossenen Motorkompressor zu schaffen, der bei geringen Abmessungen und niedriger Schallemission mit hohem Wirkungsgrad einen der jeweiligen Verdampfungstemperatur und der erforderlichen Kälteleistung angepaßten ölfreinen Kältemittelmassenstrom fördert und dabei unter Verzicht auf ökologisch bedenkliche Materialien rationell herstellbar ist. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem ein hermetischer Motorkompressor für Kälteanlagen kleiner Leistung vorzugsweise als Bestandteil eines Kompaktkältesatzes konzipiert ist. Der Saugdämpfer ist Bestandteil des Kompaktkältesatzes und außerhalb des Motorkompressors angeordnet. Der Motorkompressor arbeitet nach dem Hubkolbenprinzip mit einem am Zylinderkopf vorzugsweise symmetrisch zur Zylinderachse angeordneten, über eine elastische Saugleitung an den Saugdämpfer direkt angeschlossenem Saugventil. Der Zylinder befindet sich mit dem gesamten Kurbeltrieb, bestehend aus Kolben, Kolbenbolzen, Pleuelstange und Kurbelwelle, unterhalb des dem Antrieb dienenden drehzahlregelbaren Gleichstrommotors im Kurbelgehäuse. Das Kurbelgehäuse ist nach außen hermetisch gekapselt. Im Kurbelgehäuse herrscht eine Mitteldruckgasathmosphäre und befindet ...

Description

Die Erfindung betrifft einen hermetisch gekapselten, motorgetriebenen Kältemittelkom­ pressor für Kaltdampfkälteanlagen kleiner Leistung, vorzugsweise von Haushaltkältege­ räten, Getränkekühlern und anderen vergleichbaren Massenprodukten.

Die Kompressoren sind eine wesentliche Komponente der Kaltdampfkälteanlagen, da der Kompressor den zur Erzeugung der Kälteleistung erforderlichen Kältemittelmassen­ strom von einem der jeweils gewünschten Temperaturzone entsprechenden Verdamp­ fungsdruck auf den von der Umgebungstemperatur abhängigen Verflüssigungsdruck zu fördern hat und dabei mehreren Anforderungen genügen muß. Zunächst besteht die Forderung nach einer Bauhöhe und Bautiefe, die eine problemlose Integration in das jeweilige Gerät erlauben, wobei rationelle Fertigbarkeit, minimaler Materialeinsatz und mehr und mehr auch die Verwendung ökologisch unbedenklicher Materialien zu be­ achten sind. Des weiteren sind sowohl der Energieverbrauch im Rahmen der Möglich­ keiten der Kompressionskälteanlage als auch die Schallemission gering zu halten. Der den Kompressor verlassende Kältemittelmassenstrom soll frei von Verunreinigungen sein, um einen effizienten Betrieb der Anlage zu gewährleisten. So können Verstopfung der Kapillare durch Verunreinigungen oder gefrierende Restfeuchte und Beeinflussung von Saug- und Druckventil durch Fremdkörper die Funktion der Kälteanlage stören. Das Hauptproblem diesbezüglich stellt jedoch in den Kältemittelkreislauf gelangendes Kompressorenöl dar, weil dadurch der Wärmeübergang ölbenetzter Verdampfer und Verflüssiger beeinträchtigt ist.

Haushaltkältegeräte weisen üblicherweise mehrere Lagerfächer mit unterschiedlichen Lagertemperaturen auf. Die gebräuchlichsten sind das Normalkühlfach mit einer Tem­ peratur von 2 bis 8°C, das Frischhaltefach mit einer Temperatur von +0°C, die nicht unter 0°C fallen darf, und Gefrierfächer mit abgestuften Temperaturbereichen um -6, - 12 oder -18°C. Die einzelnen Lagertemperaturen sollen dabei möglichst konstant ge­ halten und das Kühlgut soll geringstmöglich entfeuchtet werden. Bei Einlagerung von Kühlgut wird dessen schnelle Abkühlung angestrebt, indem dem benutzten Lagerfach schnell entsprechende Kälteleistung zur Verfügung gestellt wird.

So sind Lösungen bekannt, die insbesondere die Konstanz der Lagertemperaturen präfe­ rieren, indem für jedes Lagerfach ein gezielt dimensionierter Kältemittelkreis geschaf­ fen wird, so daß mehrere Motor-Verdichter-Einheiten, Verflüssiger, Kapillarrohre und Verdampfer zum Einsatz gelangen. Dadurch aber sind sowohl der Energieverbrauch als auch der Herstellungsaufwand des Kältegerätes unnötig hoch.

Fortschrittlichere Lösungen bedienen sich eines Kältemittelkreises, vorzugsweise wird dieser für die Bereitstellung der Gefrierfachtemperatur ausgelegt, wobei zur Verwirkli­ chung der Normal- und/oder der Frischhaltefachtemperatur eine Ventilation der Luft erfolgt. Den gleichen Effekt erreichen Lösungen, die den gewünschten Temperaturen angepaßt ausgestaltete Verdampfer aufweisen, die an einen Verdichter angeschlossen sind, wobei die Verdampfer entweder seriell oder über ein Mehrwegeventil parallel mit dem Verdichter verbunden sind. Verschiedene Verdampfer wechselweise zu versorgen aber bedingt verschiedene Massenströme und damit wechselnde Lastverhältnisse am Verdichter. In Haushaltkältegeräten kommen sowohl nach dem Hubkolbenprinzip ar­ beitende hermetische Motorkompressoren zum Einsatz, die aus einem Kompressorblock bestehen, der federnd in einer ihn hermetisch umhüllenden Stahlkapsel aufgehangen ist, als auch Umlaufkolbenverdichter. In der Kapsel herrscht üblicherweise Saugdruck. Das in der Kapsel befindliche Öl hat sowohl die Aufgabe, die sich bewegenden Teile zu schmieren als auch die Verlustwärme des Verdichters über die Kapselwand an die Um­ gebung zu transportieren. Die Sauggaskühlung kann weitestgehend durch eine Semidi­ rektansaugung unter Verwendung eines Kunststoffsaugdämpfers ersetzt sein.

Aus der deutschen Erfindungsbeschreibung DE 38 02 922 A1 ist ein Hermetischer Kältemittelverdichter in Hubkolbenausführung bekannt, wonach unter Verwendung bekannter und rationell fertigbarer technischer Lösungen der Einzelteile eine veränderte Anordnung und veränderte konstruktive Gestaltung des Verdichterblocks erreicht wird. Dies erfolgt, indem der Antriebsmotor eine zentrale Lage aufweist, an einer Seite den Zylinder mit dem darin beweglich angeordneten Kolben aufnimmt und die andere Mo­ torseite, vorzugsweise die an den Kapselboden angrenzende, ein Basisteil aufnimmt. Das Basisteil weist mittig eine zentrale Lagerstelle auf, von der aus Arme zur Befesti­ gung des Motors ausgehen und in die eine stehende Säule zur radialen und axialen La­ gerung des Rotors eingepreßt ist. Der Rotor ist mittels einer Lagerhülse auf der Säule gelagert. Er verfügt über einen im oberen Kurzschlußring angeordneten Hubzapfen. Das Basisteil ist über eine im unteren Teil der Kapsel angeordnete Stützvorrichtung federnd in der Kapsel aufgehängt. Diese bekannte Lösung erreicht vor allem durch die Anord­ nung des Basisteils im unteren Kapselbereich, der auch den Ölsumpf aufnimmt, eine Verringerung der Bauhöhe des Kältemittelverdichters. Ein wesentlicher Gesichtspunkt der Ausgestaltung von hermetischen Hubkolbenverdichtern sind jedoch die entstehen­ den Kolbenkräfte, deren Reduzierung gleichermaßen anzustreben ist wie die Vermei­ dung von Rückstromverlusten zwischen Kolben und Zylinder des Verdichters.

Der Kompressor kann andererseits als Umlaufkolbenverdichter ausgebildet sein. Eine solche Lösung ist aus der deutschen Erfindungsbeschreibung DE 39 32 862 A1 bekannt. Zur Verbesserung der kältetechnischen Kennwerte und Verringerung der thermischen Belastung ist der innere Aufbau des Verdichterblocks durch seine Aufteilung in drei voneinander nahezu gasdicht abgeschlossene Bereiche gekennzeichnet. Die Saugleitung ist an einen Zwischenraum angeschlossen, von dem aus das Sauggas direkt in den Zy­ linderraum strömen kann. Der Zylinderraum ist Bestandteil des Verdichtungsraumes, der in Verbindung mit von der Hermetikkapsel umschlossenen Hohlräumen zur Druck­ gasdämpfung steht. Gasdicht von dem Zwischenraum getrennt ist unterhalb von diesem der Motorraum angeordnet, in dem ein in die Motorwelle eingesetzter Konus den Ölumlauf besorgt. Der Ölumlauf transportiert die Motorverlustwärme zur Hermetikkap­ sel. Indem das Sauggas direkt zur Verdichtung gelangt und somit wenig Motor- und Verdichtungsverlustwärme aufnehmen muß, ist die thermische Gestaltung ähnlich der von offenen Kältemaschinen und die thermische Belastung des Verdichters abgesenkt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen hermetisch geschlossenen Motorkom­ pressor zu schaffen, der bei geringen Abmessungen und niedriger Schallemission mit hohem Wirkungsgrad einen der jeweiligen Verdampfungstemperatur und der erforderli­ chen Kälteleistung angepaßten ölfreien Kältemittelmassenstrom fördert und dabei unter Verzicht auf ökologisch bedenkliche Materialien rationell herstellbar ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem ein hermetischer Motorkompressor für Kälteanlagen kleiner Leistung vorzugsweise als Bestandteil eines Kompaktkältesat­ zes konzipiert ist. Der Saugdämpfer ist Bestandteil des Kompaktkältesatzes und außer­ halb des Motorkompressors angeordnet. Der Motorkompressor arbeitet nach dem Hub­ kolbenprinzip mit einem am Zylinderkopf vorzugsweise symmetrisch zur Zylinderachse angeordneten, über eine elastische Saugleitung an den Saugdämpfer direkt angeschlos­ senem Saugventil. Der Zylinder befindet sich mit dem gesamten Kurbeltrieb, bestehend aus Kolben, Kolbenbolzen, Pleuelstange und Kurbelwelle, unterhalb des dem Antrieb dienenden drehzahlregelbaren Gleichstrommotors im Kurbelgehäuse. Das Kurbelgehäu­ se ist nach außen hermetisch gekapselt. Im Kurbelgehäuse herrscht eine Mitteldruck­ gasathmosphäre und befindet sich Kältemaschinenöl in einer ausschließlich zur Schmie­ rung erforderlichen Menge. Der oberhalb des Kurbelgehäuses angeordnete Motor befin­ det sich in einem gleichfalls hermetisch gekapselten Raum, der jedoch von dem Kurbel­ gehäuse mittels eines Zwischenbodens getrennt ist. Im Motorraum herrscht Druckgasa­ thmosphäre, da er mit der im Zylinderkopf des Kompressors angeordneten ersten Druckdämpferkammer verbunden ist. Die hermetisch aus dem Motorraum herausge­ führte Druckleitung ist außerhalb desselben elastisch ausgeführt. Die Mündungsöffnung der Druckleitung befindet sich vorteilhafterweise in der Achslinie der Kurbelwelle.

Der erfindungsgemäße Motorkompressor ist vorteilhaft durch die Ausbildung der gas­ dichten Kapsel gekennzeichnet. Der Zwischenboden ist mit einer konzentrisch angeord­ neten, vorzugsweise kreisrunden Öffnung versehen, indem der Zwischenboden in eine konzentrische in den oberen Druckbereich weisende rotationssymmetrische Hülse über­ gehend ausgeformt ist, der Randbereich des Zwischenbodens rotationssymmetrisch aus­ gebildet und gleichermaßen wie die Hülse aufgerichtet ist, der Zwischenboden auf sei­ ner der Hülse und dem Randbereich abgewandten Seite rotationssymmetrisch und kon­ zentrisch zu der Öffnung in die Kurbelgehäuseseitenwand übergehend ausgeformt ist, wobei der lichte Durchmesser der Kurbelgehäuseseitenwand größer als die Öffnung und kleiner als der Durchmesser des Zwischenbodens ist, die Kurbelgehäuseseitenwand und der Zwischenboden auf seiner der Hülse und dem Randbereich abgewandten Seite in einen Kompressorzylindermantel übergehend ausgeformt sind, ein als Ölwanne ausge­ formter Kurbelgehäusedeckel mit der Kurbelgehäuseseitenwand hermetisch verbunden ist und eine mit einer Öffnung zur Durchführung der Druckleitung versehener Motorge­ häusedeckel mit dem zylindrisch gestalteten Randbereich des Zwischenbodens herme­ tisch verbunden ist, so daß der Zwischenboden an den Montageöffnungen durch den Zylinderkopf, den Motorgehäusedeckel und die Ölwanne hermetisch abgeschlossen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der Zwischenboden mit einem Druckgaskanal versehen ist, der die zylinderkopfseitige Druckdämpferkam­ mer mit einem Ringraum im Innenraum der Hülse verbindet.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung erfährt die Erfindung, indem die Mündung der Druckleitung konzentrisch zu der Öffnung im Zwischenboden angeordnet ist.

Der erfindungsgemäße Motorkompressor ist weiterhin dadurch ausgebildet, daß die Motorwelle, deren Durchmesser kleiner ist als der Innendurchmesser der Hülse, in die­ ser nach oben geringfügig herausragend konzentrisch angeordnet und mit einer den Rotor des Elektromotors bildenden Glocke verbunden ist, das obere Kurbelwellenlager, der Ringraum und eine Lagerbuchse, die einen Axialdichtring und das untere Kurbel­ wellenlager enthält, im Innern der Hülse angeordnet sind und die starren Motorbau­ gruppen außen an der Hülse befestigt sind. Das obere Kurbelwellenlager ist als Gaslager ausgebildet, durch das der gesamte Druckgasmassenstrom in den Motorraum gelangt.

Die Erfindung ist vorteilhaft dadurch weitergeführt, daß das untere Motorwellenlager als Gleitlager ausgeführt ist. Die Hülse und die Lagerbuchse sind im Bereich des unte­ ren Motorwellenlagers mit einem Ölrückflußkanal ausgestattet, wobei das untere Kur­ belwellenlager am äußeren Umfang eine Ringnut aufweist. Der Hubzapfen ist mit einer in den Ölsumpf eintauchenden, zur Drehachse der Kurbelwelle abgewinkelten Ölkapil­ lare versehen, deren Ausgang die Stirnseite des unteren Motorwellenlagers während des Motorlaufes überstreicht.

Vorteilhaft ausgestaltet ist die Erfindung dadurch, daß das untere Motorwellenlager aus porösem Material, vorteilhafterweise aus Sinterwerkstoff besteht.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß die Pleuelstange aus Federstahldraht besteht und an beiden Enden Ösen aufweist. Diese nehmen einer­ seits das sich auf dem Hubzapfen der Kurbelwelle befindliche und vorteilhafterweise mit einer Ringnut versehene Pleuelhauptlager und andererseits den gleichermaßen vor­ teilhafterweise mit einer Ringnut versehenen Kolbenbolzen auf. Eine am Pleuelschaft aufgebrachte Klemmhülse gewährleistet die kraftschlüssige Verbindung der Pleuelstan­ ge mit beiden Bauelementen und führt darüber hinaus zu einer Erhöhung des Wider­ standsmomentes der Pleuelstange. Ein im Kolben angeordnetes Zentrierblech aus Fe­ derstahl sichert die Positionierung der Pleuelstange in der Kolbenmitte.

Es hat sich gezeigt, daß es im Interesse einer effektiven Fertigung vorteilhaft ist, das Kurbelgehäuse und die Verschlußdeckel aus Sintereisen herzustellen, ohne daß die Aus­ führung der Erfindung darauf beschränkt ist. Gleichermaßen geeignet ist die Anwen­ dung von Aluminiumdruckguß oder gespritzten Kunststoffen.

Mit dem Einsatz eines Gleichstrommotors wird eine Drehzahlregelung möglich, wo­ durch der Kältemittelmassenstrom den erforderlichen Kälteleistungen unterschiedlicher Temperaturzonen angepaßt werden kann. Anstelle des Gleichstrommotors, dessen Vor­ teile auch in der hohen energetischen Effektivität und dem geringen Bauvolumen liegen, kann jedoch jeder geeignete Antrieb verwendet werden. Durch die im Kurbelgehäuse herrschende Mitteldruckgasathmosphäre werden sowohl die Rückströmverluste zwi­ schen Kolben und Zylinder als auch die Kolbenkräfte deutlich reduziert. Die Höhe des Mitteldrucks ist durch die Wahl des Kolben-/Zylinderspiels sowie durch den Druck­ verlust des unteren Kurbelwellenlagers eingestellt werden kann. Durch die im Motorge­ häuse herrschende Druckgasathmosphäre läuft der Verdichtungsprozeß unbeeinflußt von kompressorinternen Verlusten ab. Eine weitere durch die im Motorraum herrschen­ de Druckgasathmosphäre hervorgerufene vorteilhafte Wirkung besteht darin, daß das obere Kurbelwellenlager als Gaslager ausgebildet werden kann, das damit weitestge­ hend reibungs- und verlustfrei ist und ohne Ölschmierung auskommt. Das über den Kolben-/Zylinderspalt in den oberen Kapselbereich dringende Öl gelangt über den ke­ gelförmig gestalteten Boden des Motorraums in den Ringkanal des unteren Kurbelwel­ lenlagers und wird aufgrund der Druckdifferenz zwischen Motorraum und Kurbelge­ häuse durch das untere, vorteilhafterweise aus Sintermetall bestehende Kurbelwellenla­ ger in das Kurbelgehäuse zurückgeführt. Durch die in der Achslinie der Kurbelwelle befindliche Mündungsöffnung der Druckleitung wird ein Öltransport in den Kältekreis­ lauf ebenso verhindert wie die Aufnahme anderer Verunreinigungen. Hierdurch kann die Ölmenge auf ca. 10 cm³ und damit drastisch reduziert werden. Da diese geringe Menge zudem noch nahezu vollständig in dem vom Kältemittelkreislauf separierten Kurbelgehäuse verbleibt, kann auf den traditionellen Filtertrockner im Kältekreislauf verzichtet werden. Die im Motorraum herrschende Druckgasathmosphäre ermöglicht die Nutzung des Motorraumes als zweite Druckdämpferkammer, wodurch die Druck­ pulsation weiter verringert wird. Der Verzicht auf die kompressorinterne Sauggasauf­ heizung, die Minimierung der energetischen Verluste des Verdichtungsprozesses und die Druckgasathmosphäre im Motorraum führen dazu, daß die kompressorinterne Ver­ lustwärme mit dem Druckgas dem Verflüssiger zugeführt werden kann. Somit ist der Kompressor thermisch entlastet und die äußere Umhüllungskonstruktion kann ohne prozeßbedingte Einschränkungen ausschließlich nach akustischen Gesichtspunkten aus­ gelegt werden, so daß praktisch geräuschlose Kompaktkältesätze gefertigt werden kön­ nen.

Nachfolgend wird die Erfindung in Form eines bevorzugten Ausführungsbeispiels an­ hand der Zeichnung näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt einen hermetischen Motorkompressor nach der Erfindung in schematisierter Schnittdarstellung.

Eine hermetisch geschlossene Kapsel H umschließt einen Kompressor K, der aus einem liegenden Zylinder Z, einem Kolben KL mit Pleuelstange P und einem Zylinderkopf ZK besteht. Im Zylinderkopf ZK sind ein Saugventil E und ein Druckventil A angeordnet. Beide Ventile verursachen keine Schadraumvergrößerung. Das Saugventil E ist zen­ trisch zur Zylinderachse angeordnet. Die Saugleitung SL wird unmittelbar zum Saug­ ventil E geführt. Hinter dem Druckventil A befindet sich im Zylinderkopf ZK eine erste Druckdämpferkammer DA, von der ein Druckgaskanal DK in einen Ringraum RR führt, der sich zwischen dem axialen Dichtring AR und dem oberen Kurbelwellenlager OL befindet. Vom Ringraum RR aus gelangt das Druckgas durch das als Gaslager aus­ geführte obere Kurbelwellenlager OL und den Ringspalt RS in den Motorraum DR mit Druckgasathmosphäre, der den oberen Bereich des Kapselinnenraumes einnimmt und an den eine hermetisch aus der Kapsel H geführte Druckleitung DL angeschlossen ist. Der Motorraum DR ist mittels eines Zwischenbodens HZ von dem unteren Bereich MR des Kapselinnenraumes getrennt, in dem Mitteldruckathmosphäre herrscht und der das Kurbelgehäuse des Kompressors K bildet. In das Kurbelgehäuse MR ist die Welle W eines elektronisch kommutierten Gleichstrommotors M mit dem Hubzapfen WK ge­ führt. Das Kurbelgehäuse enthält den Schmierölsumpf ÖL, in den eine im Hubzapfen WK befestigte Ölkapillare KÖL eintaucht, die das untere Kurbelwellenlager UL mit Schmieröl versorgt. Die Ölkapillare KÖL ist mit ihrem Austritt aus dem Hubzapfen WK zur Drehachse der Kurbelwelle W hin abgewinkelt. Die Kapsel H besteht aus einem Zwischenboden HZ, dem Zylinderkopf ZK sowie einer Abdeckglocke HG und einer Ölwanne HW, die hermetisch mit dem Zwischenboden HZ verbunden sind. Der Zwi­ schenboden HZ besteht ebenso wie der Zylinderkopf ZK, die Abdeckglocke HG und die Ölwanne HW vorteilhafterweise aus Sintereisen. Gleichwohl ist die Verwendung ande­ rer Werkstoffe wie Aluminiumdruckguß, Kunstoffspritzteilen oder dergleichen möglich. Der Zwischenboden verfügt über einen nach oben ausgeformten, zylindrisch gestalteten Randbereich HZR, mit dem die Abdeckglocke HG hermetisch dicht verbunden ist, eine nach unten ausgeformte Kurbelgehäuseseitenwand HK, mit der die Ölwanne HW her­ metisch verbunden ist, sowie eine konzentrisch angeordnete hohlzylinderartig nach oben ausgeformte Hülse LH. Dabei ist der Innendurchmesser der Hülse LH kleiner als der Innendurchmesser der ebenfalls konzentrisch angeordneten Kurbelgehäuseseiten­ wand HK, der wiederum kleiner ist als die lichte Weite des Randbereiches HZR des Zwischenbodens HZ. Der Zwischenboden HZ ist weiterhin in einen Kompressorzylin­ dermantel ZM übergehend ausgeformt, der andererseits in die Kurbelgehäuseseiten­ wand HK übergeht. Der Druckgaskanal DK verläuft vorteilhafterweise innerhalb des Zwischenbodens HZ und mündet in dem Ringraum RR innerhalb der Hülse LH. Außen an der Hülse LH ist das Statorpaket und die als Leiterplatte SVL ausgeführte Elektro­ nikbaugruppe des Gleichstrommotors M angeordnet, die mittels einer an einer geeigne­ ten Stelle des Zwischenbodens HZ vorgesehenen hermetischen Kabeldurchführung SP elektrisch angeschlossen ist. Im Hülsenzylinder verläuft die Kurbelwelle W des Gleich­ strommotors M, die nach oben aus der Hülse LH herausragt und mit dem Rotor R ver­ bunden ist, der die Permanentmagneten des Gleichstrommotors M enthält. Die Kurbel­ welle W ist mittels des unteren Kurbelwellenlagers UL, das sich zusammen mit einem Axialdichtring AR in der Lagerbuchse LB befindet, in der Hülse LH zentriert. Die La­ gerbuchse LB ragt vom unteren Ausgang der Hülse LH in diese hinein. Oberhalb des unteren Kurbelwellenlagers UL befindet sich innerhalb der Hülse LH der Axialdichtring AR, der zur Ausbildung der Druckdifferenz zwischen dem Motorraum DR und dem Kurbelgehäuse MR erforderlich ist. Oberhalb eines Ringraumes RR befindet sich das obere Kurbelwellenlager OL, das als Gaslager ausgebildet ist. Der Druckgasmassen­ strom tritt über einen als Axiallager ausgebildeten Spalt RS zwischen Rotorglocke R und Hülse LH in den Motorraum, der gleichzeitig die zweite Druckdämpferkammer bildet. Im Bereich des unteren Kurbelwellenlagers UL ist die Hülse LH mit einem Öl­ rückflußkanal versehen. Die Druckleitung DL ist aus der Abdeckglocke HG hermetisch dicht herausgeführt, wobei die Mündung DLM der Druckleitung im Innern der Kapsel H im Drehzentrum der Kurbelwelle W angeordnet ist.

Das konstruktive Grundkonzept des erfindungsgemäßen hermetischen Motorkompres­ sors stellt auf eine Fertigung in Form einer Montage von weitgehend vorfertigbaren und prüfbaren Baugruppen ab. Diesem Konzept und dem Prinzip folgend, die oszillierenden Massen eines Kurbeltriebes möglichst gering zu halten, besteht die Pleuelstange P vor­ zugsweise aus geformtem Federstahldraht, wobei beide Enden mit einer Öse versehen sind, die den Kolbenbolzen und eine das Pleuelhauptlager PL bildende Buchse um­ schließen. Der Kolbenbolzen und das Pleuelhauptlager PL sind mit einer Ringnut ver­ sehen, die eine axiale Sicherung der Pleuelstange P bewirken. Die Pleuelstange P wird nach der Montage von Kolbenbolzen und Pleuelhauptlager PL am Pleuelschaft mit einer Manschette versehen. Diese führt zu einer Erhöhung des Widerstandsmomentes der Pleuelstange P sowie zu einer kraft- und formschlüssigen Verbindung der Pleuelstange P mit dem Kolbenbolzen und dem Pleuelhauptlager PL. Bei der Montage der Pleuel­ stange P im Kolben wird mittels eines Federbleches die Pleuelstange P in Kolbenmitte gehalten.

Der erfindungsgemäße hermetische Motorkompressor ist in einer Abmessung fertigbar, die eine Integration in einen Kompaktkältesatz für unterschiedliche Anwendungsfälle ohne Schwierigkeiten ermöglicht.

Bezugszeichenliste

SL Saugleitung
DA erste Dämpferkammer
E Saugventil
DK Druckgaskanal
HZ Zwischenboden
DR Motorraum mit Druckgasathmosphäre
RS Ringspalt
DLM Mündung der Druckleitung
W Kurbelwelle
LH Hülse
M Gleichstrommotor
DL Druckleitung
R Rotor des Gleichstrommotors
HG Abdeckglocke
OL oberes Kurbelwellenlager
RR Ringraum
H Hermetikkapsel
SVL Elektronikbaugruppe
HZR Randbereich des Zwischenbodens
RÖL Schmierölrückflußkanal
SP Kabeldurchführung
AR Axialdichtring
WK Hubzapfen
HK Kurbelgehäuse
ÖL Schmierölsumpf
HW Ölwanne
LB Lagerbuchse
PL Pleuelhauptlager
UL unteres Kurbelwellenlager
KÖL Ölkapillare
P Pleuelstange
MR Kurbelraum mit Mitteldruckathmosphäre
KL Kolben
ZM Zylindermantel
K Kompressor
Z Zylinder
A Druckventile
ZK Zylinderkopf

Claims (12)

1. Hermetischer Motorkompressor für Kälteanlagen, vorzugsweise für Kompaktkälte­ sätze, mit einem Hubkolbenkompressor und einem Elektromotor, die gasdicht ver­ kapselt angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauggasstrom über eine Saugleitung (SL) direkt einem Saugventil (E) zugeführt wird, der Antrieb des Ver­ dichters (K) mittels eines drehzahlveränderlichen Gleichstrommotors (M) erfolgt, der Innenraum einer gasdichten Kapsel (H) mittels eines zwischen dem Zylinder (Z) des Verdichters (K) und dem Gleichstrommotor (M) verlaufenden und dicht mit der Wandung der gasdichten Kapsel (H) verbundenen, das untere Lager (UL) der Mo­ torwelle (W) umschließenden Zwischenbodens (HZ) in einen ersten, den Schmier­ mittelsumpf (ÖL) aufweisenden Druckbereich, in dem ein mit der Kurbelwelle (W) fest verbundener Hubzapfen (WK) mit einer mittels eines Pleuelhauptlagers (PL) daran drehbar gelagerten und mittels eines Kolbenbolzens (KB) schwenkbar mit dem Kolben (KL) des Kompressors (K) verbundenen Pleuelstange (P) angeordnet sind, und einen zweiten, oberhalb des Zwischenbodens (HZ) befindlichen, den Mo­ tor (M) aufnehmenden Druckbereich geteilt ist, wobei in dem ersten Druckbereich eine Mitteldruckathmosphäre (MR) herrscht, der zweite Druckbereich hingegen mit dem Druckventil (A) des Kompressors (K) verbunden ist und eine Druckgasathmo­ sphäre (DR) aufweist und in dem die Mündung (DLM) einer hermetisch durch das Kapselgehäuse (H) nach außen geführten Druckleitung (DL) angeordnet ist.

2. Hermetischer Motorkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gasdichte Kapsel (H) dadurch ausgebildet ist, daß der Zwischenboden (HZ) mit ei­ ner konzentrisch angeordneten Öffnung versehen ist, indem der Zwischenboden (HZ) in eine konzentrische in den oberen Druckbereich (DR) weisende Hülse (LH) übergehend ausgeformt ist, der Randbereich (HZR) des Zwischenbodens (HZ) glei­ chermaßen wie die Hülse (LH) aufgerichtet ist, der Zwischenboden (HZ) auf seiner der Hülse (LH) und dem Randbereich (HZR) abgewandten Seite konzentrisch zu der Öffnung in die Kurbelgehäuseseitenwand (HK) übergehend ausgeformt ist, wobei die lichte Weite der Kurbelgehäuseseitenwand (HK) größer als die Öffnung und kleiner als der Durchmesser des Zwischenbodens (HZ) ist, die Kurbelgehäuseseiten­ wand (HK) und der Zwischenboden (HZ) auf seiner der Hülse (LH) und dem Rand­ bereich (HZR) abgewandten Seite in einen Kompressorzylindermantel (ZM) über­ gehend ausgeformt sind, eine Ölwanne (HW) mit der Kurbelgehäuseseitenwand (HK) hermetisch verbunden ist und eine mit einer Öffnung zur Durchführung der Druckleitung (DL) versehene Abdeckglocke (HG) mit dem aufgewölbten Randbe­ reich (HZR) des Zwischenbodens (HZ) hermetisch verbunden ist.

3. Hermetischer Motorkompressor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenboden (HZ) mit einem Druckgaskanal (DK) versehen ist, der einen im Zy­ linderkopf (ZK) des Kompressors (K) angeordneten, dem Druckventil (A) nachge­ schalteten Druckraum (DA) mit einem in der Hülse (LH) ausgebildeten Ringraum (RR) verbindet.

4. Hermetischer Motorkompressor nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung (DLM) der dem Motorraum verlassenden Druckleitung (DL) in der Achslinie der Kurbelwelle (W) angeordnet ist.

5. Hermetischer Motorkompressor nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Kurbelwelle (W), deren Durchmesser kleiner ist als der Innen­ durchmesser der Hülse (LH), in dieser nach oben geringfügig herausragend konzen­ trisch angeordnet und mit dem Rotor (R) des Gleichstrommotors (M) verbunden ist und in der Hülse (LH) eine Lagerbuchse (LB), die aus dem unteren Kurbelwellenla­ ger (UL) und einem Axialdichtring (AR) besteht, und das obere, als Gaslager aus­ gebildete Kurbelwellenlager (OL) angeordnet sind, der Ringraum (RR) zwischen dem oberen Kurbelwellenlager (OL) und der Lagerbuchse (LB) ausgebildet ist und die starren Motorbaugruppen außen an der Hülse (LH) befestigt sind.

6. Hermetischer Motorkompressor nach Anspruch 5. dadurch gekennzeichnet, daß das in der Lagerbuchse (LB) enthaltene untere Motorwellenlager (UL) als Gleitlager ausgeführt ist, die Hülse (LH) und die Lagerbuchse (LB) einen im Bereich des unte­ ren Motorwellenlagers (UL) befindlichen Ölrückflußkanal (RÖL) aufweisen, das untere Kurbelwellenlager (UL) am äußeren Umfang mit einer Ringnut versehen ist und an dem fest mit der Kurbelwelle (W) verbundenen Hubzapfen (WK) eine in den Ölsumpf (ÖL) eintauchende, zur Drehachse der Motorwelle (W) abgewinkelte Öl­ kapillare (KÖL) angeordnet ist, deren Ausgang die Stirnseite des unteren Motor­ wellenlagers (UL) während des Motorlaufes überstreicht.

7. Hermetischer Motorkompressor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das untere Motorwellenlager (UL) aus porösem Material besteht.

8. Hermetischer Motorkompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Pleuelstange (P) aus Federstahldraht besteht und an beiden Enden Ösen aufweist, die einerseits das Pleuelhauptlager (PL) und andererseits den Kolbenbolzen gegen translatorische Relativbewegung geeignet gesichert umfassen.

9. Hermetischer Motorkompressor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenbolzen und das Pleuelhauptlager (PL) Ringnuten aufweisen, um welche die Ösen der Pleuelstange (P) greifen, und zwischen dem Kolben (K) und der Pleuel­ stange (P) eine vom Kolbenbolzen gehaltene Formfeder angeordnet ist.

10. Hermetischer Motorkompressor nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Pleuelstange (P) eine Manschette aufgebracht ist.

11. Hermetischer Motorkompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verbindung mit einer Kälteanlage saugseitig mittels einer ela­ stisch ausführbaren Saugleitung (SL) an einen außerhalb der Kapsel (H) angeord­ neten Saugdämpfer und druckseitig mittels einer außerhalb der Kapsel (H) biegeela­ stisch ausführbaren Druckleitung (DL) erfolgt.

12. Hermetischer Motorkompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kapsel (H) am Chassis des Kompaktkältesatzes elastisch be­ festigt ist.