DE2650937B2 - Kältemaschine mit federnd in einer Kapsel gehaltenem Motorverdichter - Google Patents

Kältemaschine mit federnd in einer Kapsel gehaltenem Motorverdichter

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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kältemaschine mit federnd in einer Kapsel gehaltenem Motorverdichter und einer zwischen einer Kapsclwanddurchführung und einem Verdichteranschluß angeordneten beweglichen Rohrverbindung, bei der die Kapselwanddurchführung und der Verdichteranschluß je einen Rohrstutzen aufweisen und ein im wesentlichen steifes Verbindungsrohr über je ein die Bewegung ermöglichendes Element mit den beiden Rohrstützen verbunden ist.
Bei einer bekannten Kältemaschine dieser Art (DD-PS 51 655) sind die Rohrstutzen und das Verbindungsrohr über Einlaß- und Auslaßelemente größerer Elastizität miteinander verbunden. Diese Elemente sollen gleichzeitig als Druckschalldämpfer dienen. Sie sind im Ausführungsbeispiel als Wellrohre dargestellt.
Solche Wellrohre sind jedoch teuer, wenn sie die mechanische Dauerbeanspruchung innerhalb der 5-Jahres-Garantiefrist aushalten müssen. Die Rohrstutzen verlaufen senkrecht zur Motorachse und etwa parallel, aber versetzt zueinander. Demzufolge ist das Verbin-
bo dungsrohr S-förmig gebogen.
Zur Erzielung einer ausreichenden Flexibilität ist es auch bekannt, ein gewundenes Druckrohr in der Kältemaschine zu verwenden (DE-PS 15 51 294). Hierbei ergeben sich aber sehr lange Rohrabschnitte, die zu
b5 einer entsprechenden Wärmeabstrahlung, einem erhöhten Drosselwiderstand und einem entsprechenden Platzbedarf in der Kapsel führen.
Bei einer anderen bekannten Konstruktion (DE-GM
17 81 831) bestehen Saug- und Druckleitung nur noch aus einem kurzen elastischen Bauelement, das aus gummiähnlichem Material bestehen soll. Auch hierbei ergibt sich die Schwierigkeit, daß kältemittelbeständiger Kunststoff teuer ist und bei fortwährender elastischer ~> Belastung auch nur mit Schweirigkeiten die 5-Jahres-Garantiefrist erfüllen kann.
Bekannt ist ferner eine Kältemaschine (DD-PS 68 524), bei der das Ende des Druckrohres mittels eines elastischen Elements aus Gummi oder Kunststoff in κι einem Dtrchführungsstutzen gehalten ist. Dieses elastische Element vermag nicnt die gesamte Bewegung des Motorverdichters aufzunehmen. Das Druckrohr muß daher in sich elastisch, also beispielsweise gewellt sein, was wiederum eine größere Länge bedingt. ι >
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kältemaschine der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei der die die Bewegung ermöglichenden Elemente bezüglich Herstellung und Lebensdauer weniger problematisc sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Verbindungsrohr etwa parallel zur Motorachse verläuft, die die Bewegung ermöglichenden Elemente durch Ineinandergreifen der Rohrteile (Verbindungsrohr oder Rohrstutzen) gebildete Gelenke sind und 2·~> zumindest ein Rohrteil im anderen in Richtung der Motorachse verschiebbar ist.
Bei dieser Konstruktion sind zwei relativ einfach aufgebaute Gelenke und eine ebenfalls sehr einfach aufgebaute Vorrichtung zur Axialverschiebung vorge- «ι sehen. Mit diesen drei Maßnehmen lassen sich ille Relativbewegungen zwischen Motorverdichter und Kapsel aufnehmen, wenn Universalgelenke verwendet werden. Wenn einfache Schwenkgelenke verwendet werden, braucht nur noch eine weitere axiale Verschieb- r> lichkeit hinzukommen. Die größte Relativbewegung zwischen Motorverdichter ur.J Kapsel tritt beim Anlauf in Umfangsrichtung auf. Da das Verbindungsrohr parallel zur Motorachse verläuft, reichen bereits verhältnismäßig kleine Schwenkwinkel in den Gelenken, um diese Relativbewegung auszugleichen. Insbesondere ergibt sich eine sehr einfach gestaltete, bewegliche Leitungsverbindung, die außerordentlich kurz gestaltet werden kann.
Die Gelenke tragen auch dazu bei, daß keine 4r> Vibrationen und Geräusche vom Motorverdichter auf die Kapselwand übertragen werden. Dieser Effekt kann auch dadurch verbessert werden, daß in wenigstens einem Gelenk zwischen die ineinandergreifenden Rohrteile ein elastisches Dämpfungselement gelegt ist. Oftmals reicht auch die Verformbarkeit eines solchen Dämpfungseleinents für die Gelenkbewegung aus.
Mit besonderem Vorteil ist dafür gesorgt, daß das Rohrteil (Verbindungsrohr oder Rohrstutzen) eine Querbohrung des anderen Rohrteils durchsetzt und in « diesem Bereich einen Wanddurchbruch aufweist, wobei beide Rohrteile stirnseitig abgeschlossen sind. Dies ergibt eine Gelenkachse, die mit der Achse eines senkrecht aufeinanderstehenden Rohrteils identisch ist.
Als zweckmäßig hat sich eine Ausluhrungsform erwiesen, bei der die beiden Rohrstutzen etwa parallel zueinander verlaufen und das eine Gelenk mindestens eine Drehachse hat, die mit der Verbindungsrohrachse übereinstimmt, und das andere Gelenk mindestens eine Drehachse hat, die mit einer Rohrstutzenachse überein- μ stimmt und bei der die Rohrteile beider Gelenke jeweils in Richtung ihrer Drehachse relativ zueinander verschiebbar sind.
Wenn wenigstens ein Gelenk ein Universalgelenk ist, also eine Schwenkung um mehr als eine Achse zuläßt, empfiehlt es sich, daß das Universalgelenk dadurch gebildet wird, daß das eine Rohrteil (Verbindungsrohr oder Rohrstutzen) eine Querbohrung einer Buchse durchsetzt und in diesem Bereich ebenso wie die Buchse einen Wanddurchbruch aufweist und die Buchse mit einer kugeligen Außenfläche in einer Kugelfassung des anderen Rohrteils gelagert ist, wobei beide Rohrieile stirnseitig abgeschlossen sind. Eine solche Buchse, die auch aus elastischem Material bestehen kann, erJaubt eine allseitige Verschwenkung und gegebenenfalls auch eine Axialverschiebung des einen Rohrteils mit Bezug auf das andere Rohrteil.
Eine sehr einfache Universalgelenkkonstruktion ergibt sich auch dadurch, daß der Rohrstutzen etwa parallel zur Motorachse endet. Rohrstutzen und Verbindungsrohr mit Spiel übereinandergreifen und zwischen sich einen elastischen Dichtring, insbesondere einen O-Ring tragen. Dieser Dichtring wirkt dann als Dichtungs-, Dämpfungs- und Gelenkelement.
Zweckmäßigerweise ist der Dichtring in einer Umfangsnut wenigstens eines der benachbarten Rohrteile gehalten. Damit ist die Lage des Dichtringes fixiert
Eine besonders einfache teleskopartige Verschiebbarkeit zwischen Rohrstutzen und Verbindungsrohr ergibt sich dadurch, daß der in der Umfangsnut des einen Rohrteils gehaltene Dichtring an der zylindrisch glatten Wand des anderen Rohrteils anliegt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist dafür gesorgt, daß das Verbindungsrohr einen Abschnitt größeren Durchmessers, der über den Rohrstutzen der Durchführung greift, wobei beide Rohrteile eine Umfangsnut für den Dichtring aufweisen, und einen Abschnitt kleineren Durchmessers hat, der in den Rohrstutzen des Verdichteranschlusses greift, wobei nur das Verbindungsrohr eine Umfangsnut für den Dichtring, der Rohrstutzen dagegen eine glatte Innenwand aufweist. Hierbei kann das Verbindungsrohr axial fest auf dem erstgenannten Rohrstutzen montiert werden. Wenn anschließend der Motorversichter vor. oben in die Kapsel eingeführt wird, kann der mit ihm verbundene Rohrstutzen einfach von oben auf das Verbindungsrohr aufgeschoben werden.
Der Schwenkwinkel des Gelenks kann relativ kiein sein. Er sollte mit Bezug auf die Länge des Verbindungsrohres so gewählt werden, daß der Motorverdichter gegenüber der Kapsel eine allseits freie Beweglichkeit von 4—8 mm, vorzugsweise etwa 5 mm, hat. Eine solche Beweglichkeit reicht für den normalen Betrieb vollständig aus. Sollten in Sonderfällen, ζ. Β. beim Transport, stärkere Belastungen befürchtet werden, können diese durch bekannte Transportanschläge o. dgl. ausgeschlossen werden.
Eine Beweglichkeit von etwa 5 mm erreicht man, wenn bei einem Abstand der Gelenkstellen von etwa 30 mm die Gelenke eine Winkelverstellung von mindestens 8° erlauben. Dies läßt erkennen, wie gering die Rohriringen und wie gering die Schwenkwinkel sein müssen.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel steht der Kapselinnenraum unter Saugdruck und die Rohrverbindung ist Teil der Saugleitung. Bei dieser Konstruktion ist der Unterschied zwischen dem Druck in der Rohrverbindung und dem Druck im Kapselinnenraum minimal. Entsprechend wenig kommt es auf die Dichtwirkung der Dichtringe an. Es ist sogar unschädlich, wenn sich ein Leckpfad ergeben würde. Aus diesem Grund ist auch
kein Ausfall der Gelenkverbindung auf Grund einer Abnutzung der Dichtringe zu befürchten. Wenn das Sauggas nicht durch den Kapselinnenraum, sondern durch die Rohrverbindung direkt zum Molorversichter geführt wird, so geschieht dies zu dem Zweck, den Motorverdichter mit möglichst kaltem Sauggas zu versorgen, wodurch der Wirkungsgrad steigt. Wenn das Sauggas, wie es bekannt ist, im Kapselinneren durch einen verhältnismäßig langen Rohrabschnitt strömen muß, besteht die Gefahr, daß es, beispielsweise durch besprühen des Rohrabschnitts mit heißem Kühlöl, erwärmt wird. Bei der hier betrachteten kurzen Rohrverbindung ist eine solche Erwärmung des Sauggases ausgeschlossen.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Kältemaschine,
F i g. 2 in vergrößerter Darstellung eine erste Ausführungsform der Rohrverbindung,
F i g. 3 in vergrößerter Darstellung eine zweite Ausführungsform der Rohrverbindung,
F i g. 4 in vergrößerter Darstellung eine dritte Ausführungsform der Rohrverbindung und
F i g. 5 in vergrößerter Darstellung eine vierte Ausführungsform der Rohrverbindung.
In F i g. 1 ist eine Kapsel 1 veranschaulicht, in der sich ein Motorverdichter 2 befindet, der mittels Federn 3 an der Kapsel aufgehängt ist. Der Motorverdichter weist einen Elektromotor4 und einen Kolbenverdichters auf, dessen Kolben 6 über eine Kurbelschleife 7 von der Motorwelle 8 angetrieben wird. Ein Zylinderdeckel 9 hat einen saugseitigen Anschluß 10 und einen druckseitigen Anschluß 11. Der saugseitige Anschluß 10 ist über eine Rohrverbindung 12 mit einer saugseitigen Kapseldurchführung 13 verbunden. Diese geht von einem Flüssigkeitsabscheider 14 aus, der mit der Saugleitung 15 der Anlage verbunden ist. Der druckseitige Anschluß 11 steht über einen längeren mäanderförmig gebogenen Druckrohrabschnitt 16 mit einer druckseitigen Kapselwanddurchführung 17 in Verbindung, an welche die Druckleitung 18 der Anlage anschließt.
Die Rohrverbindung 12 ist in Fig. 2 näher veranschaulicht. Der saugseitige Anschluß 10 ist mit einem Rohrstutzen 19, die saugseitige Kapselwanddurchführung 13 ist mit einem Rohrstutzen 20 versehen. Diese beiden Rohrstutzen erstrecken sich parallel zur Motorachse und sind aufeinander zu gerichtet. Zwischen den beiden Rohrstutzen erstreckt sich ein Verbindungsrohr 21, das einen Abschnitt kleineren Durchmessers 22 und einen Abschnitt größeren Durchmessers 23 besitzt. An beiden Enden des Verbindungsrohrs 21 ist je ein Gelenk 24 und 25 vorgesehen. Das Gelenk 24 weist einen O-Dichtring 26 aus einem kältemittelbeständigen Material, wie Polytetrafluoräthylen, auf, der in einer Umfangsnut 27 des Verbindungsrohres 21 gehalten ist und mit seiner Außenseite an der glatten zylindnschen Innenwand 28 des Rohrstutzens 19 anliegt. Das untere Gelenk weist einen O-Dichtring 29 aus kältemittelbeständigem Material auf, der in einer Umfangsnut 30 des Rohrstutzens 20 und in einer Umfangsnut 31 des Verbindungsrohres 21 gehalten ist.
Das Verbindungsrohr 21 ist mit Spiel 32 über den Rohrstutzen 20 geschoben und greift teleskopartig mit Spiel 33 in den Rohrstutzen 19. Infolge dieses Spiels und der Nachgiebigkeit der Dichtringe 26 und 29 kann sich der Rohrstutzen 19 in einer Ebene senkrecht zur Motorachse allseits um einen Betrag von etwa 5 mm verlagern, so daß trotz der kurzen Rohrverbindung eine -, ausreichende Beweglichkeit des Motorverdichters sichergestellt ist. Bewegungen des Motorverdichters in Richtung seiner Achse werden dadurch aufgenommen, daß der obere Dichtring 26 teleskopartig längs der glatten Innenwand 28 des Rohrstutzens 19 gleiten kann.
in Diese obere Teleskopverbindung erleichtert auch die Montage, weil der Motorversichter mit dem Rohrstutzen 19 einfach von oben aufgeschoben werden kann. Die Dichtringe 26 und 29 wirken als zwei hintereinander geschaltete Dämpfungselemente, die die Übertragung
ii von Geräuschen und Vibrationen vom Motor auf die Kapselwand zusätzlich behindern. Außerdem sind die Dichtringe Dichtclcrnenic, die den inncnraum der Rohrverbindung vom Kapselinnenraum trennen.
Im veranschaulichten Ausführungsbeispiel steht der
>(i Kapselinnenraum 34 infolge bewußt vorgesehener Leckstellen unter Saugdruck, so daß die Dichtungen 26 und 29 nur geringfügig bezüglich ihrer Dichlwirkung belastet sind und es auch unschädlich ist. wenn sie infolge Abnutzung undicht werden sollten.
:■-, Bei den Ausführungsformen der F i g. 3, 4 und 5 werden für dieselben Teile wie in den F i g. I und 2 dieselben Bezugszeichen und für entsprechende Teile um 100.200 bzw. 300 erhöhte Bezugszeichen verwendet.
In Fig. 3 wird das obere Gelenk 124, dessen
Jd Schwenkachse mit der Achse des horizontalen Rohrstutzens 119 übereinstimmt, dadurch gebildet, daß das Verbindungsrohr 121 eine Querbohrung 35 besitzt, welche der Rohrstutzen 119 durchsetzt. Der Rol.rstutzen besitzt im Bereich der Querbohrung einen
ji Wanddurchbruch 36. Stirnwände 37 und 38 schließen das Ende des Rohrstutzens 119 bzw. des Verbindungsrohres 121 ab. Dieses Gelenk erlaubt sowohl eine Schwenkbewegung als auch eine horizontale Gleitbewegung.
jo Das untere Gelenk 125 ist ein Universalgelenk. Zu diesem Zweck ist das Verbindungsrohr 121 in einer Bohrung 39 einer Buchse 40 gelagert, die eine kugelige Außenfläche 41 besitzt und in einer Kugelfassung 42 des Rohrstutzens 120 gehalten ist. Wanddurchbrüche 43 im
4-, Verbindungsrohr und 44 in der Buchse 40 befinden sich im Bereich dieser Querbohrung und stellen die Verbindung zum Innenraum des Rohrstutzens 120 her. Dieses Gelenk ist allseits schwenkbar und erlaubt eine vertikale Gleitbewegung des Verbindungsrohres 121.
-,,ι Die Buchse kann aus einem festen Material, wie Metall, aber auch aus einem elastischen Material, wie kältemittelbeständigem Kunststoff, bestehen.
Es ist ersichtlich, daß diese Doppelgelenkverbindung Bewegungen des Motorverdichters in Umfangsrichtung,
-,=, in Radialrichtung und in Vertikalrichtung aufzunehmen vermag.
Bei der Ausführungsform der Fig.i entspricht das obere Gelenk 224 weitgehend dem Gelenk 24 in F i g. 2, so daß sich eine nähere Beschreibung erübrigt. Das
on untere Gelenk 225 entspricht weitgehend dem oberen Gelenk 124 in Fig.3, so daß auch insofern eine nähere Erläuterung überflüssig ist.
Bei der Ausführungsform nach F i g. 5 ist das obere Gelenk 324 ähnlich ausgeführt wir die Gelenke 124 und
pt 225, jedoch durchsetzt hierbei das Verbindungsrohr 321 eine Querbohrung 335 im oberen Rohrstutzen 319, so daß sich eine Gelenkachse ergibt, die mit der Achse des Verbindungsrohres übereinstimmt. Das untere Gelenk
325 ist mit dem Gelenk 225 identisch. Es hat sich gezeigt, daß auch bei dieser Konstruktion mit zwei Gelenken, deren Achsen senkrecht aufeinanderstellen, und mit gleichzeitiger Verschiebemöglichkeit der einzelnen Rohrteile ebenfalls alle Bewegungen des Motorverdichters relativ zur Kapsel 1 innerhalb der kleinen im Betrieb auftretenden Ausschläge aufgenommen werden können.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

Patentansprüche:
1. Kältemaschine mit federnd in einer Kapsel gehaltenem Motorverdichter und einer zwischen einer Kapselwanddurchführung und einem Verdichteranschluß angeordneten beweglichen Rohrverbindung, bei der die Kapselwanddurchführung und der Verdichteranschluß je einen Rohrstutzen aufweisen und ein im wesentlichen steifes Verbindungsrohr über je ein die Bewegung ermöglichendes Element mit den beiden Rohrstutzen verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsrohr (21; 121; 221; 321) etwa parallel zur Motorachse verläuft, die die Bewegung ermöglichenden Elemente durch Ineinandergreifen der Rohrteile (Verbindungsrohr oder Rohrstutzen) gebildete Gp.Ienke (24,25; 124,125; 224,225; ä24,325) sind und zumindest ein Rohrteil im anderen in Richtung der Motorachse verschiebbar ist.
2. Kältemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstens einem Gelenk (24,25; 125,224) zwischen die ineinandergreifenden Rohrteile ein elastisches Dämpfungsclement (26,29; 40; 226)gelegt ist.
3. Kältemaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Rohrteil (Verbindungsrohr 321 oder Rohrstutzen 119; 220; 320) eine Querbohmng (35; 235; 335) des anderen Rohrteils durchsetzt und in diesem Bereich einen Wanddurchbruch (36) aufweist, wobei beide Rohrteile stirnseitig abgeschlossen sind.
4. Kältemaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Rohrstutzen (119; 120; 319, 320) etwa parallel zueinander verlaufen und das eine Gelenk (125; 324) mindestens eine Drehachse hat, die mit der Verbindungsrohrachse übereinstimmt, und das andere Gelenk (124; 325) mindestens eine Drehachse hat, die mit einer Rohrstutzenachse übereinstimmt und daß die Rohrteile beider Gelenke jeweils in Richtung ihrer Drehachse relativ zueinander verschiebbar sind.
5. Kältemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Gelenk ein Universalgelenk (24,25; 125; 226) ist.
6. Kältemaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Universalgelenk (125) dadurch gebildet ist, daß das eine Rohrteil (Verbindungsrohr 121 oder Rohrstutzen) eine Querbohrung einer Buchse (40) durchsetzt und in diesem Bereich ebenso wie die Buchse einen Wanddurchbruch (43) aufweist und die Buchse mit einer kugeligen Außenfläche (41) in einer Kugelfassung (42) des anderen Rohrteils (120) gelagert ist, wobei beide Rohrteile stirnseitig abgeschlossen sind.
7. Kältemaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Universalgelenk (24, 25, 224) dadurch gebildet ist, daß der Rohrstutzen (19, 20; 219) etwa parallel zur Motorachse endet, Rohrstutzen und Verbindungsrohr (21; 221) mit Spiel übereinandergreifen und zwischen sich einen elastischen Dichtring (26,29,226) tragen.
8. Kältemaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (26, 29; 226) ein O-Ringist.
9. Kältemaschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtring (26, 29) in einer Umfangsnut (27, 30, 31) wenigstens eines der
benachbarten Rohrteile (20,21) gehalten ist
10. Kältemaschine nach einem der Ansprüche 7 bis
9, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Umfangsnut (27) des einer. Rohrteils (21) gehaltene Dichtring (26) an der zylindrisch glatten Wand (28) des anderen Rohrteils (19) anliegt.
11. Kältemaschine nach einem der A nsprüche 7 bis
10, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbindungsrohr (21) einen Abschnitt größeren Durchmessers (23), der über den Rohrstutzen (20) der Durchführung greift, wobei .beide Rohrteile eine Umfangsnut (30, 31) für den Dichtring (29) aufweisen, und einen Abschnitt (22) kleineren Durchmessers hat. der in den Rohrstutzen (19) des Verdichteranschlusses greift, wobei nur das Verbindungsrohr (21) eine Umfangsnut (27) für den Dichtring (26) der Rohrstutzen (19) dagegen eine glatte Innenwand (28) aufweist.
12. Kältemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis
11, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkwinkel des Gelenks (24,25; 124,125; 224,225; 324,325) mit Bezug auf die Länge des Verbindungsrohres (21; 121; 221; 321) so gewählt ist, daß der Motorverdichter (2) gegenüber der Kapsel (1) eine allseits freie Beweglichkeit von 4 bis 8 mm, vorzugsweise etwa 5 mm hat.
13. Kältemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis
12, dadurch gekennzeichnet, daß die bei einem Abstand der Gelenkstellen von etwa 30 mm die Gelenke (24, 25; 124, 125; 224, 225; 324, 325) eine Winkelverstellung von mindestens 8° erlauben.
14. Kältemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis
13, dadurch gekennzeichnet, daß der Kapselinnenraum (34) unter Saugdruck steht und die Rohrverbindung (12) Teil der Saugleitung ist.
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