DE3026189A1

DE3026189A1 - Hermetisch abgeschlossener motorkompressor

Info

Publication number: DE3026189A1
Application number: DE19803026189
Authority: DE
Inventors: Sotomitsu Maeda; Fumitoshi Saito; Toshio Uetsuji
Original assignee: Matsushita Refrigeration Co; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1979-07-13
Filing date: 1980-07-10
Publication date: 1981-01-29
Also published as: JPS6027831B2; IT8049221A0; SE8005054L; DE3026189C2; IT1143910B; CA1152467A; JPS5614876A; GB2057066A; SE447669B; GB2057066B; US4345882A

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf hermetisch abgeschlossene Motorkompressoren wie sie gewöhnlicherweise für einen Gefrierschrank, eine Klimaanlage oder für ähnliche Anwendungsgebiete verwendet werden.

Herkömmliche hermetisch abgeschlossene Motorkompressoren können Geräuschquellen sein, da zwischen der Kompressor einheit und ihrem hermetisch abgeschlossenen Gehäuse oftmals Resonanz-Phänomene auftreten.

Aus diesem Grund wurden entsprechende Gegenmaßnahmen ergriffen, die beispielsweise zu einer kugelförmigen Ausgestaltung des hermetisch abgeschlossenen Gehäuses führten. Eine solche Gegenmaßnahme führt jedoch hauptsächlich zu einer Erhöhung der Steifigkeit des Gehäuses und zu einer

Verschiebung der Resonanzfrequenz in Richtung höherer

030065/0890

Frequenzen, so daß diese Maßnahme nur" sehr begrenzt zur Vermeidung von Vibrations-Eigenschwingungen niedriger Ordnung und von Resonanz-Phänomenen zwischen den jeweiligen Schwingunqs-Erregungspunkten beiträgt. Als Folge davon konnte eine Geräuschverminderung mit einer solchen herkömmlichen Gegenmaßnahme in einem nicht ausreichenden Ausmaß sichergestellt werden.

Wenn man nämlich die Vibrations-Eigenschwingungen kleiner Frequenz in einem herkömmlichen zylindrischen oder kugeligen Gehäuse, wie dies in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist, mißt,so ergibt sich daraus von selbst, daß bei typischen Eigenschwingungen zweiter (2000 Hz), dritter (2400 Hz) und vierter (3900 Hz)Frequenzbereiche wie sie in den Fig. 3, 4 und 5 gezeigt sind, Vibrationsschwingungen auftreten, die ihren Wellen- bzw. Schwingungsbauch an einem Erregungspunkt X besitzen. Man nimmt an, daß dieser Effekt auf die Tatsache zurückzuführen ist, daß der Horizontal-Querschnitt des hermetisch abgeschlossenen Gehäuses kreisförmig ist. Die Vibrationsschwingungen in den oben beschriebenen Beispielen werden an einem einzigen Erregungspunkt angeregt; für den Fall, daß ein weiterer Erregungspunkt vorhanden ist und darüber hinaus die entsprechenden Schwingungsphasen einander entgegengerichtet sind, kann davon ausgegangen werden _t daß zwischen den beiden Schwingungen ein Überlagerungseffekt auftritt, durch den der Grad der Vibrationsschwingungen erhöht wird.

Der Erfindungsgegenstand wurde entwickelt, um die Nachteile und Mißstände zu beseitigen, die ein herkömmlicher hermetisch abgeschlossener Motor-Kompressor aufweist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen hermetisch abgeschlossenen Motorkompressor zu schaffen,

030065/0890

-7- DE 0534

bei dem die Geräuschentwicklung und insbesondere die durch das Resonanz-Phänomen und insbesondere durch den Schwingungs-Uberlagerungseffekt hervorgerufene Geräuschentwicklung des hermetisch abgeschlossenen Gehäuses erheblich reduziert ist.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Um das Auftreten von Resonanz-Phänomenen zu verhindern, welche die Grundlagen großer Geräuschpegel sind, wird die Steifigkeit eines Gehäuseteils oder beider Gehäuseteile angehoben, indem eine Vielzahl von Kantenabschnitten vorgesehen wird, die nahe an der Trennstelle der Gehäuseteile, d. h. nahe der offenen Stelle des jeweiligen Gehäuseteils ausgebildet sind. Diese Besonderheit wird in Verbindung mit einer ersten Ausführungsform beschrieben. In einer weiteren zweiten Ausführungsform sind die Kantenabschnitte des oberen Gehäuseteils und die Kantenabschnitte des unteren Gehäuseteils zueinander versetzt angeordnet, so daß die Knotenpunkte der Vibrations-Eigenschwingungen des einen Gehäuseteils über den Schwingungsbäuchen der Vibrations-Eigenschwingungen des anderen Gehäuseteils zu liegen kommen, wodurch die Auslöschung der Vibrations-Eigenschwingungen bewirkt wird. In der dritten und vierten Ausführungsform ist die kugelige Gestaltung des Gehäuses in ein Ellipsoid umgewandelt, so daß die Vibrations-Eigenschwingungen eine leicht verzerrte Gestalt annehmen und es dem Gehäuse erschwert wird, in Resonanz zu treten.

Nachstehend werden anhand schematischer Zeichnungen mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen:

030065/0890

Fig. 1 einen Aufriß eines herkömmlichen hermetisch abgeschlossenen Motorkompressors,

Fig. 2 einen Aufriß eines weiteren herkömmlichen hermetisch abgeschlossenen Motorkompressors,

Fig. 3 bis 5 Darstellungen zur Erläuterung,von Vibrations-Eigenschwingungen niedriger , d. h. zweiter, dritter und vierter Ordnung, am Erregungspunkt X der Fig. 1,

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform des hermetisch abgeschlossenen Motorkompressors,
15

Fig. 7 einen Schnitt durch den hermetisch abgeschlossenen Motorkompressor von Fig. 6 entlang der Linie VlI-VII¹,

Fig. 8 eine Draufsicht auf den hermetisch abgeschlossenen Motorkompressor gemäß Fig« 6,

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform des hermetisch abgeschlossenen Motorkompressors,

Fig. 10 einen Schnitt durch den hermetisch abgeschlossenen Motorkompressor gemäß Fig. 9 entlang der Linie X-X',

.

Fig. 11 eine Ansicht des hermetisch abgeschlossenen Motorkompressors gemäß Fig. 9 von unten,

Fig. 12 und 13 eine perspektivische Ansicht und eine Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform'des hermetisch abgeschlossenen Motorkotnpresior·,

030065/0890

Fig. 14 und 15 eine perspektivische Ansicht und eine

Draufsicht auf eine vierte Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 16 eine graphische Darstellung der Geräuschpegel eines herkömmlichen Kompressors und der ersten Ausführungsform, und

Fig. 17 eine graphische Darstellung der Resonanz-Charakteristika des herkömmlichen Kompressors und der ersten Ausführungsform.

Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht der ersten Ausführungsform des hermetisch abgeschlossenen Motorkompressors gemäß der Erfindung. Der Kompressor ist in seiner Gesamtheit mit der Bezugsnummer 1 bezeichnet und er besitzt ein hermetisch abgeschlossenes Gehäuse 4, welches sich aus einem domförmig ausgebildeten oberen Gehäuseteil 2 und einem domförmig ausgebildeten unteren Gehäuse-

^ teil 3 zusammensetzt und eine Motorkompressor-Einheit aufnimmt, welche sich aus einem Elektromotor 5 und einem Kompressor-Element 6 zusammensetzt. Die Motorkompressor-Einheit 7 ist im Gehäuse 4 montiert und elastisch über einer Schraubenfeder δ gelagert, welche fest mit einem Sockel (ohne Bezugszeichen) verbunden ist, der fest auf der inneren Oberfläche des unteren Gehäuseteils 3 angebracht ist. Die oben erwähnte Motorkompressor-Einheit 7 ist herkömmlicher Bauart und besitzt einen Zylinder 9, in dem ein Kolben (nicht gezeigt) aufgenommen

wird, der sich innerhalb des Zylinders hin-und herbewegen

kann, ein Pleuel 10 und eine (nicht gezeigte) Kurbelwelle, welche antriebsmäßig mit der Antriebswelle (ohne Bezugszeichen) des Motors 5 gekoppelt ist, so daß das gasförmige Kühlmittel im Zylinder 9 im Betrieb der Einheit 7 35

komprimiert wird.

030065/0890

-10- DE 0534

] Die Eezugszeichen 11 und 12 bezeichnen kreisförmige Zentrier- bzw. Verbindungsabschnitte, mit denen das obere und das untere Gehäuseteil 2 und 3 ineinandergreifen und verbunden sind. Die ineinandergreifender. Zentrierabschnitte 11 und 12 besitzen, wie in Fig. 6 gezeigt, eine Schweißnaht 13, so daß das gesamte Gehäuse 4 hermetisch abgedichtet ist. Die Bezugsnummern 14a, 14b und 14c bezeichnen drei Eck- bzw. Kantenabschnitte, die in unmittelbarer Nähe des oben erwähnten Zentrierabschnitts 11 des domförmig ausgebildeten oberen Gehäuseteils 2 angeordnet sind. Diese Kantenabschnitte 14a bis 14c sind so angeordnet, daß der Umfang des Zentrierabschnitts 11 in drei gleiche Teile unterteilt wird. Jeder der drei Kantenabschnitte 14a bis 14c wird durch zwei benachbarte gewölbte Oberflächen definiert, welche im folgenden beschrieben werden sollen.

Da der Querschnitt des Zentrierabschnitts 11 in einem Horizontalschnitt kreisförmig ist, ist der Krümmungsradius in jedem Punkt entlang des Umfangs des Zentrierabschnitts 11 konstant. Jeder der oben erwähnten Kantenabschnitte 14a bis 14c liegt auf einer Linie mit einem Krümmungsradius, welcher kleiner ist als der Krümmungsradius in einem Punkt auf dem Zentrierabschnitt 11, so daß die oben erwähnten beiden benachbarten gekrümmten Oberflächen, die sich von jedem der Kantenabschnitte 14a bis 14c wegerstrecken, innerhalb des vom Zentrierabschnitt 11 gebildeten Kreises zu liegen kommen, ohne über diesen vorzustehen. Dieser Sachverhalt kann auch so ausgedrückt werden, daß der bei jedem der Kantenabschnitte 14a bis 14c ausgebildete Winkel, welcher zwischen den beiden Tangenten der beiden benachbarten gekrümmten Oberflächen definiert ist, kleiner als 180° ist.

Die Bezugsnummern 15a, 15b und 15c bezeichnen gekrümmte

030065/0890

-11- DE 0534

Linien, welche jeweils zwei der oben erwähnten Kantenabschnitte 14a bis 14c miteinander verbinden. Der Krümmungsradius dieser gekrümmten Linien 15a bis 15c ist größer als der Krümmungsradius des Zentrierabschnitts 11, so daß der Abstand zwischen zwei Kantenabschnitten 14a und 14b, 14b und 14c, oder 14c und 14a entlang der gekrümmten Linien 15a, 15b und 15c gemessen kürzer ist als die Kreisbogenlänge, welche durch diese Kantenabschnitte 14a bis 14c verläuft.

Die Bezugsnummern 16a, 16b und 16c bezeichnen mondsichelförmige und schrägliegende Flächen, die vom Zentrierabschnitt 11 und den jeweiligen gekrümmten Linien 15a bis 15c begrenzt werden. Jede der sichelförmigen und schrägliegenden Flächen 16a bis 16c hat eine konvex gekrümmte Begrenzungslinie und eine konkav gekrümmte Begrenzungslinie, wobei die konvex gekrümmte Linie entlang dem Zentrierabschnitt 11 verläuft, während die konkav gekrümmte Begrenzungslinie mit den jeweiligen oben erwähnten gekrümmten Linien 15a bis 15c zusammenfällt.

Das domförmig ausgebildete obere Gehäuseteil 2 hat einen Scheitelabschnitt 18 in seinem oberen Bereich. Der Scheitelabschnitt 18 kann abgeflacht sein oder eine gewölbte Fläche aufweisen, die eine dreieckähnliche Gestalt hat. Bezugsnummern 17a, 17b und 17c bezeichnen Gratlinien, die von den Kantenabschnitten 14a bis 14c zum Scheitelabschnitt 18 verlaufen. Jede dieser Gratlinien 17a bis 17c fällt mit der Schnittkurve zwischen den oben erwähnten beiden benachbarten und gekrümmten Flächen zusammen. Bezugsnummern 19a, 19b und 19c bezeichnen drei Oberflächen, die jeweils durch zwei Gradlinien 17a und 17b, 17b und 17c, oder 17c und 17a und durch eine gekrümmte Begrenzungslinie, d. h. eine konkav gekrümmte Begrenzungslinie 15a, 15b oder 15c, begrenzt sind.

030065/0890

In dieser ersten Ausführungsform i^vst die Anzahl der Kantenabschnitte 14a bis 14c/ sowie die Anzahl der gewölbten Oberflächen 19a bis 19c auf drei begrenzt; die Zahl der Kantenabschnitte liegt bevorzugterweise zwischen drei und fünf. Obwohl alle Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf ein Gehäuse beschrieben werden, welches nur drei Kantenabschnitte und drei gewölbte Oberflächen besitzt, so kann die Erfindung doch im gleichen Sinn ausgeführt werden, wenn die Zahl der Kantenabschnitte und damit die Zahl der gewölbten Oberflächen

erhöht ist.

Im folgenden wird auf die Fig. 9, 10 und 11 Bezug genommen, welche die zweite Ausführungsform des hermetisch abgeschlossenen Motorkompressors zeigen. Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der oben beschriebenen ersten Ausführungsform darin, daß die Oberfläche des domförmig ausgebildeten unteren Gehäuseteils in der gleichen Form gewölbt ist wie das domförmig ausgebildete obere Gehäuseteil, und daß die beiden Gehäuseteile derart miteinander verbunden sind, daß die Gratlinien des oberen und des unteren Gehäuseteils zueinander versetzt oder nebeneinander angeordnet sind. Die zweite Ausführungsform besitzt eine Motorkompressor-Einheit 7, welche sich in ihrem Aufbau nicht von der ersten Ausführungβform unterscheidet. Elemente, welche den Elementen in der ersten Ausführungsform entsprechen, sind mit gleichen Bezugsnummern bezeichnet.

Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht der zweiten Ausführungsform, welche ein hermetisch abgeschlossenes Gehäuse 4' mit einem oberen Gehäuseteil 2 und einem unteren Gehäuseteil 20 besitzt. Der Aufbau des oberen Gehäuseteils 2 entspricht dem Aufbau der ersten Ausführungsform von Fig. 6, so daß die Beschreibung de·

030065/0890

de

oberen Gehäuseteils 2 entfallen kann.

Fig. 10 zeigt einen Schnitt durch die zweite Ausführungsform gemäß Fig. 9 entlang der Linie X-X¹; Fig. 11 ist eine Ansicht der zweiten Ausführungsform von Fig. 9 von unten und zeigt somit den Boden des unteren Gehäuseteils 20.

Das untere Gehäuseteil 20 besitzt drei Eck- bzw. Kantenabschnitte 22a, 22b und 22c, die in der Nähe des Zentrierabschnitts 21 des unteren Gehäuseteils 20 angeordnet sind. Jeder dieser Kantenabschnitte 22a bis 22c liegt auf einer Kurve mit einem Krümmungsradius, der kleiner ist als der des Verbindungs- bzw. Zentrierabschnitts 21, und diese drei Kantenabschnitte 22a bis 22c sind so angeordnet, daß der Umfang des Zentrierabschnitts 21 im wesentlichen in drei gleiche Teile unterteilt ist. Drei gekrümmte Linien 23a, 23b und 23c sind zwischen jeweils zwei dieser Kantenabschnitte 22a bis 22c vorgesehen, wobei der Krümmungsradius jeder dieser gekrümmten Linien 23a bis 23c größer ist als der Krümmungsradius des Zentrierabschnitts 21 des unteren Gehäuseteils 20. Die Bezugsnummern 24a, 24b und 24c bezeichnen mondsichelförmige und schrägliegende Flächen, die jeweils vom Zentrierabschnitt 21 und der jeweiligen gekrümmten Linie 23a, 23b oder 23c begrenzt verden. Die Bezugsnummern 25a, 25b und 25c bezeichnen Gratlinien, die sich jeweils von einem der Kantenabschnitte 22a, 22b und 22c zu einem Bodenabschnitt 26 erstrecken, welcher dem Scheitelabschnitt 18 des oberen Gehäuseteils 2 entspricht. Die Bezugsnummern 27a, 27b und 27c bezeichnen drei gewölbte Oberflächen, die jeweils durch die Gratlinien 25a, 25b und 25c sowie durch die gekrümmten Linien 23a, 2 3b und 23c begrenzt sind.

030065/0890

-14- DE 0534

Wenn das obere und das untere Gehäuseteil 2 und 20 ineinander geschoben und miteinander verbunden sind, sind die Gratlinien 17a, 17b und 17c des oberen·Gehäuseteils 2 bezüglich der Gratlinien 25a, 25b und 25c des unteren Gehäuseteils 20 versetzt angeordnet. Die die Gratlinien 17a, 17b und 17c das oberen Gehäuseteils 2 kennzeichnenden unterbrochenen Linien sind in Fig. 11 gezeigt, um
die gegenseitige Zuordnung der beiden Gruppen von Gra tlinien 17a bis 17c und 25a bis 25c deutlicher hervorzuhebtn.

Im folgenden wird auf die Fig. 12 und 13 Bezug genommen, welche eine dritte Ausführungsform des hermetisch abgeschlossenen Motorkompressors zeigen. Fig. 12 ist eine

perspektivische Ansicht und Fig. 13 eine Draufsicht auf die dritte Ausführungsform. Man erkennt auf den Figuren, daß das Gehäuse 4 gemäß der dritten Ausführungsform nicht mehr die Gestalt einer Kugel, sondern die eines Ellipsoids aufweist. Im einzelnen weist diese dritte Ausführungs-

form des hermetisch abgeschlossenen Motorkompressors ein ellipsoidales Gehäuse 28 auf, welches sich aus einem domförmig ausgebildeten oberen Gehäuseteil 29 und einem in gleicher Weise ausgebildeten unteren Gehäuseteil 30 zusammensetzt. Diese domförmig ausgebildeten oberen und

unteren Gehäuseteile 29 und 30 sind in der gleichen Weise wie in den oben beschriebenen Ausführungsformen ineinander geschoben und miteinander verbunden. Das Gehäuse 28 weist einen Verbindungs- bzw. Zentrierabschnitt 31 auf, so daß das obere und das untere Gehäuseteil 29 und 30

mittels einer Schweißverbindung hermetisch verbunden sind.

Wie in Fig. 13 gezeigt, setzt sich der Horizontal-Querschnitt des Verbindungsabschnitts 31 aus einem Paar von gekrümmten Kurvenabschnitten 32a und 32b, deren Krümmungsradius relativ groß ist, und aus einem weiteren Paar von

030065/0890

ο3Α26189

gekrümmten Kurvenabschnitten 33a und 33b zusammen, deren Krümmungsradius relativ klein ist. Diese vier gekrümmten Kurvenabschnitte 32a, 32b, 33a und 33b bilden eine ellipsenähnliche Kurve. Die Bezugsnummern 34a, 34b und 34c bezeichnen Eck- bzw. Kantenabschnitte, von denen ein erster Kantenabschnitt 34a in der Umgebung eines der oben beschriebenen zwei gekrümmten Kurvenabschnitte 32a und 32b mit jeweils relativ großem Krümmungsradius angeordnet ist. Jeder dieser Kantenabschnitte 34a, 34b und 34c besitzt

IQ einen Kantenwinkel, welcher durch zwei benachbarte Tangenten definiert ist. Der Kantenwinkel des ersten Kantenabschnitts 34a ist größer als die Kantenwinkel an den beiden anderen Kantenabschnitten 34b und 34c. Anders ausgedrückt ist der Krümmungsradius im Bereich der beiden Kantenabschnitte 34b und 34c kleiner als der Krümmungsradius im Bereich des Kantenabschnitts 34a. Demgemäß sind diese beiden Kantenabschnitte 34b und 34c jeweils in der Nachbarschaft der gekrümmten Kurvenabschnitte 33a und 33b angeordnet, welche jeweils einen relativ kleinen Krümmungsradius besitzen. Die Bezugsnummern 35a, 35b und 35c bezeichnen gekrümmte Linien, welche jeweils zwischen den Kantenabschnitten 34a und 34b, 34b und 34c und 34a und 34c verlaufen. Die Bezugsnummern 36a, 36b und 36c bezeichnen sichelförmige Flächen, welche jeweils durch den Verbindungsabschnitt 31 und jeweils einen der gekrümmten Linien 35a, 35b und 35c begrenzt sind. Die Bezugsnummern 37a, 37b und 37c bezeichnen Grat linien, welche von jeweils einem der Kantenabschnitte 34a, 34b und 34c zu einem Scheitolabschnitt 38 verlaufen; die Bezugsnummern 39a, 39b und 39c bezeichnen gewölbte Oberflächen, die von den jeweiligen gekrümmten Linien 35a, 35b und 35c und den entsprechenden Grat linien 37a, 37b und 37c begrenzt sind.

Die Fig. 14 und 15 zeigen eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen hermetisch abgeschlossenen Motorkom-

030065/0890

prossors. Die vierte Ausführungsform des Kompressors weist ebenfalls ein ellipsoidales Gehäuse 40 auf, das sich aus einem domförmig ausgebildeten oberen Gehäuseteil 41 und einem domförmig ausgebildeten unteren Gehäuseteil 42 zusammensetzt. Die vierte Ausführungsform unterscheidet sich von der oben beschriebenen dritten A^-usführungsform darin, daß die Kantenabschnitte 46a, 46b und 46c an verschiedenen Stellen bezüglich der Ellipse des Querschnitts des Verbindungsabschnitts 43 angeordnet sind.

Das obere Gehäuseteil 41 weist drei Kantenabschnitte 46a, 46b und 4 6c in der Nachbarschaft des Verbindungsabschnitts 4 3 auf. Der erste Kantenabschnitt 46a liegt auf einer Linie, deren Krümmungsradius kleiner ist als derjenige der Linien, auf denen der zweite und der dritte Käntenabschnitt 46b und 46c liegen. Der erste Kantenabschnitt 46a liegt in unmittelbarer Nähe des einen der gekrümmten Kurvenabschnitte 45a und 45b mit relativ kleinem Krümmungsradius, während die verbleibenden zweiten und dritten Kantenabschnitte 46b und 46c nahe den gekrümmten Kurven" abschnitten 45c und 45d zu liegen kommen, von denen jeder einen relativ großen Krümmungsradius besitzt. Das obere domförmig ausgebildete Gehäuseteil besitzt drei sichelförmige und schrägliegende Flächen 48a, 48b und 48c, drei gekrümmte Linien 47a, 47b und 47c, drei Gratlinien 49a, 49b und 49c, drei gewölbte Oberflächen 51a, 51b und 51c, sowie einen Scheitelabschnitt 50, wie dies auch in den oben beschriebenen Ausführungsformen der Fall war.

Im folgenden soll die Funktion der oben beschriebenen Ausführungsformen im Detail beschrieben werden. Xn der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 6 bis Fig. 8 liegt jeder der Kantenabschnitte 14a bis 14c auf einer Linie, deren Krümmungsradius kleiner ist als der Krümmungsradius des Zentrier- bzw. Verbindungsabschnitts 11. Dadurch ist die Steifigkeit an den Kantenabschnitten 14a, 14b und 14c er-

030065/0890

-17- DE 0534

heblich größer als die Steifigkeit eines herkömmlichen domförmig ausgebildeten Gehäuses. Als Folge davon führt das obere domförmig ausgebildete Gehäuseteil 2 eine Vibrations-Eigenschwingung aus, bei der die Knotenpunkte an den Kantenabschnitten 14a, 14b und 14c liegen. Die Positionen der Schwingungsknoten und der Schwingungsbäuche der Vibrations-Eigenschwingung haben - mit anderen Worten - keinen Bezug zum Erregungspunkt oder zu den Erregungspunkten, während die Erregungspunkte einen gewissen Einfluß auf den Grad bzw. den Ausschlag der Vibrations-Schwingungen besitzen.

Da der Querschnitt des unteren domförmig ausgebildeten Gehäuses 3 kreisförmig ist, kann das untere Gehäuseteil 3 eine saubere Eigenschwingung niedrigerer Ordnung ausführen, wobei die Schwingungsbäuche an den Erregungspunkten bzw. am Erregungspunkt liegen. Das obere und das untere domförmig ausgebildete Gehäuseteil 2 und 3 sind, wie oben beschrieben, miteinander durch die Schweißzone 13 fest verbunden, so daß die Kantenabschnitte 14a, 14b und 14c das Schwingverhalten des unteren Gehäuseteils 3 beeinflussen. Es folgt daraus, daß die Vibrationsschwingungen des gesamten Gehäuses 4 durch die Kantenabschnitte 14a, 14b und 14c erheblich behindert werden, so daß die Erregungskraft, welche die Resonanz des hermetisch abgeschlossenen Gehäuses 4 beeinflußt, begrenzt wird und somit das Niveau der Vibrationsschwingungen sov/ie die Vibration selbst,verglichen mit einem herkömmlichen Gehäuse, verringert werden kann.

In der zweiten Ausführungsform gemäß der Fig. 9 bis 11 sind im oberen domförmigen Gehäuseteil 2 Kantenabschnitte 14a, 14b und 14c vorgesehen, während andere Kantenabschnitte 22a, 22b und 22c im unteren domförmig ausgebildeten Gehäuseteil 20 ausgebildet sind. Sowohl das obere

030065/0890

-18- DE 0534

als auch das untere Gehäuseteil 2 und 20 besitzt demgemäß ein Vibrations-Ligenschwingverhalten, welches in der Weise eingeschränkt ist, daß die Kantenabschnitte 14a bis 14c und 22a bis 22c jeweils als Schwingungsknoten fungieren. In der zweiten Ausführungsform sind die Kantenabschnitte 14a bis 14c des obejren Gehäuseteils 2 ferner bezüglich der Kantenabschnitte 22a bis 22c des unteren Gehäuseteils 20 versetzt angeordnet. Daraus ergibt sich, daß jeder Schwingungsknoten des einen Gehäuseteils 2 oder 20 jeweils gegenüber einem Schwingungsbauch dos anderen Gohäuseteils 20 oder 2 zu liegen kommt. Daraus ergibt sich, daß diese spezielle Anordnung der Schwingungsknoten und Schwingungsbäuche eine Herabsetzung der Amplitude der Vibrationsschv/ingungen dieser Gehäuseteile 2 und 20 bewirkt, so daß Resonanz-Vibrationsschwingungen abgebaut v/erden.

In der drit'-cn und der vierten Ausführungsform gemäß Fig. 12 und 13 und Fig. 14 und 15 weist der Horizontal-Querschnitt sowohl dos oberen als auch des unteren Gehäuseteils 29, 30, 41 und 42, v/ie oben beschrieben, eine elliptische Form auf. Deshalb nehmen die Vibrations-Eigenschwingungen niedriger Ordnung, verglichen mit den Vibrations-Eigenschwingungen eines Gehäuses mit kreisförmigem Horizontal-Querschnitt, eine leicht verzerrte Form an. Obwohl es dem Gehäuse als ganzes etwas schwerer fällt, aufgrund der leicht verzerrten Form der Schwingbewegungen in Resonanz zu treten, so kann das Resonanz-Phänomen allein durch eine leicht verzerrte Form noch nicht zur Zufriedenstellung abgeschwächt werden. Sowohl in der dritten als auch in der vierten Ausführungsform ist der Krümmungsradius im Bereich jedes Kantenabschnitts 34a bis 34c und 4 6a bis 4 6c kleiner als der Krümmungsradius in einem benachbarten Bereich auf dem Verbindungs-

^JJ abschnitt 31 oder 43. Dadurch werden in bezug auf das

030065/0890

•j untere Gehäuseteil die gleichen Effekte erzielt, wie sie unter Bezugnahme auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschrieben wurden. Die Form der Vibrations-Eigenschwingungen niedriger Ordnung ist demgemäß kompliziert, so daß das gesamte Gehäuse 28 oder 40 nicht in der Lage ist, bei einer spezifischen Frequenz in Resonanz zu treten.

Im folgenden soll unter Bezugnahme auf Versuchsergebnisse der sich daraus ergebende Effekt bezüglich der Geräuschverringerung beschrieben v/erden, welcher mit der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 6 bis 8 erzielt wurde.

Fig. 16 zeigt eine graphische Darstellung des Schalldruckpegels über der Frequenz. Kreise kennzeichnen in Fig. 16 die Meßwerte mit der ersten Ausfuhrungsform der Erfindung, während Punkte die Meßergebnisse kennzeichnen, welche mit einem herkömmlichen hermetisch abgeschlossenen Motorkompressor mit einem zylindrischen Gehäuse erhalten wurden. Der Motorkompressor wurde im wesentlichen unter den gleichen Bedingungen betrieben, unter denen er gewöhnlicherweise arbeitet, und die Meßwerte geben den stationären Zustand wieder. Im einzelnen betrug der Überdruck

2 des Kühlgases auf der Verdichterseite 13 kg/cm und auf der Ansaugseite 0,3 kg/cm .

Wie man in der Kurve von Fig. 16 erkennt, liegt der Schalldruckpegel des erfindungsgemäßen hermetisch abgeschlossenen Motorkompressors in einem Frequenzbereich unter 1000 Hz etwas über dem Schalldruckpegel einer herkömmlichen Anlage. Diese Differenz ist jedoch vernachlässigbar klein und der Schalldruckpegel im Frequenzbereich unter 1000 Hz der ersten Ausführungsform kann dem Schalldruckpegel der herkömmlichen Anordnung im wesentlichen gleichgesetzt werden. In einem Frequenzbereich über

030065/0890

-20- DE 0534

1000 Hz ist der Schalldruckpegel der ersten Ausführungsform jedoch beträchtlich kleiner als der Schalldruckpegel einer herkömmlichen Anordnung. Speziell der Geräuschpegel im Frequenzbereich um 2000 Hz, in dem das menschliehe Ohr besonders empfindlich ist, konnte mit dem erfindungsgemäßen Kompressor um ca. 15 dB herabgesetzt werden. Die Verringerung des Schalldruckpegels im höheren Frequenzbereich über 5000 Hz ist zusätzlich ungewöhnlich hoch.

Wenn man den Geräuschpegel in der Form eines Gesamtoder Mittelwerts ausdrückt, so beträgt der Geräuschpegel einer herkömmlichen Anlage 45 dB (A), während der Geräuschpegel gemäß der ersten Ausführungsform der Er,-findung 39 dB (A) beträgt. Mit der Erfindung wird somit der Geräuschpegel um 6 dB(A) verringert, was einer Halbierung des Geräuschpegels gleichkommt.

Fig. 17 ist eine graphische Darstellung der mechanischen Verformung im Erregungspunkt über der Frequenz. Die Meßwerte gemäß Fig. 17 wurden bei einer Anregung an einem in Fig. 6 gezeigten Punkt Y erhalten, der auch als Meßpunkt diente. Die Verformung der herkömmlichen Vorrichtung ist durch eine unterbrochene Linie dargestellt, während die Verformung der ersten Ausführungsform durch eine durchgezogene Linie dargestellt ist. Man erkennt, daß die erste Verformungsspitze, welche, wie die unterbrochene "Linie zeigt, in der Umgebung von 2000 Hz auftritt, nun - wie es die durchgezogene Linie zeigt - in einem Frequenzbereich über 3000 Hz auftritt. Daraus ergibt sich, daß die Eigenfrequenz im Hörbereich in der ersten Ausführungsform der Erfindung verglichen mit der herkömmlichen Anlage abgesenkt wurde, während die Vibrationsenergie des Gesamtgehäuses reduziert werden konnte. Die Spitzenwerte der Verformungskurve in einem

030065/0890

-21- DE 0534

Frequenzbereich über 3000 Hz sind ferner kleiner als die Spitzenwerte bei einer herkömmlichen Vorrichtung. Daraus ergibt sich wiederum, daß die Vibrationsenergie auch in einem solchen Hochfrequenzbereich durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen abgebaut wurde.

Im Vorangegangenen wurde unter Bezugnahme auf bevorzugte Ausführungsformen beschrieben, daß sowohl Kanten- bzw. Eckabschnitte als auch Gratlinien für ein domförmiges Gehäuseteil oder für beide —das obere und das untere — domförmige Gehäuseteile vorgesehen sind; die Kantenabschnitte und die Gratlinien müssen jedoch nicht notwendigerweise Schnittkurven der gewölbten Oberflächen sein. Mit anderen Worten ausgedrückt, es kann jeder der Kantenabschnitte von einer gekrümmten Oberfläche gebildet sein, die einen relativ kleinen Krümmungsradius besitzt; ebenso kann jede der Gratlinien von einer gewölbten und gekrümmten Oberfläche gebildet sein, die einen relativ kleinen Krümmungsradius besitzt.

Die Fig. 7 und 10 zeigen eine oder mehrere Gratlinien 17a und 2 5b auf der inneren Oberfläche des domförmig ausgebildeten oberen Gehäuseteils 2 oder auf den inneren Oberflächen der domförmig ausgebildeten oberen und unteren Gehäuseteile 2 und 20. Die innere Oberfläche des oberen und/oder des unteren Gehäuseteils ist damit gegenüber der gewölbten Oberfläche ihrer äußeren Oberfläche gewölbt. Das obere und das untere Gehäuseteil kann in einem Gesenkschmiedeverfahren hergestellt werden.

Die Erfindung schafft einen hermetisch abgeschlossenen Motorkompressor mit einem Gehäuse, welches sich aus einem domförmig ausgebildeten oberen Gehäuseteil und einem domförmig ausgebildeten unteren Gehäuseteil zusammensetzt. Jedes der oberen und der unteren Gehäuseteile

030065/0890

-22- DE

«Μ²⁶¹⁸⁹

besitzt einen Verbindungs- bzw. Zentrierabschnitt, mit dem sie ineinandergreifen und über den sie miteinander verbunden sind. Die Steifigkeit des oberen Gehäuseteils ist durch die Ausbildung von mindestens drei Kantenabschnitten in unmittelbarer Nähe des Zentrierabschnitts erhöht. Im oberen Gehäuseteil sind ferner sichelförmige Abschnitte, gewölbte Oberflächen, ein Scheitelabschnitt und Grat linien vorgesehen. Dieser spezifische Aufbau des oberen Gehäuseteils kann auch für das untere Gehäuseteil übernommen werden; wenn beide, sowohl das obere als auch das untere Gehäuseteil, einen solchen Aufbau besitzen, so sind die Kantenabschnitte des oberen Gehäuseteils und die Kantenabschnitte des unteren Gehäuseteils versetzt zueinander angeordnet, so daß sich die Vibrations-Eigenschwingungr der jeweiligen Gehäuseteile gegenseitig kompensieren. Das gesamte Gehäuse kann die Form einer Kugel oder eines Ellipsoids annehmen.

030065/0890

Claims

My Hermetisch abgeschlossener Motor-Kompressor, gekennzeichnet durch

a) eine Motor-Kompressoreinheit (7) und

b) ein zur Aufnahme der Motor-Kompressoreinheit (7) dienendes Gehäuse mit einem domiormigen oberen (2) und cin-*:m domförmigen unteren Gehäuseteil (3, 20), die jeweils einen Zentrierbzw. Verbindungsabschnitt (11, 12, 31), mit denen sie ineinandergreifen und in ihren jeweils oberen Bereichen einen Soheitelabschnitt (18, 26) aufweisen, wobei mindestens eines der oberen und unteren Gehäuseteile (2, 3, 20)

mindestens drei Kanten- bzw, Eckabschnitte (14, 22, 34, 46a, b, c) in der Nähe des Zentrierabschnitts (11), mindestens drei Gratlinien (17, 25, 37, 49a, b, c), die von den jeweiligen Kantenabschnitten (14, 22, 34,

46) zum Scheitelabschnitt (18) verlaufen, mindestens drei sichelförmige Flächen (16, 24, 36, 4 8a, b, c) zwischen jeweils zwei der Kantenabschnitte (14, 22, 34, 46), wobei jede der sichelförmigen Flächen eine konvex gekrümmte Begrenzungslinie entlang eines Teilbereichs des Zentrierabschnitts (11, 12, 31) und eine

030065/0890

DE 0534

konkav gekrümmte Begrenzungslinie (15a, b, c) besitzt, sowie

mindestens drei gewölbte Oberflächen (19, 27, 39a, b, c) aufweist» die von jeweils zwei der Gratlinien (17, 25, 37, 4 9a, b, c) und einer der konkav gekrümmten Begrenzungslinien (15a, b, c) der jeweiligen sichelförmigen Flächen begrenzt werden.

Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das obere (2) und das untere Gehäuseteil (3) gleichen Aufbau besitzen, und daß die Kantenabschnitte (14a, b, c) des oberen Gehäuseteils (2) und die Kantenabschnitte (22a, b, c) des unteren Gehäuseteils (3) versetzt zueinander angeordnet sind.

Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius im Bereich der jeweiligen Kantenabschnitte (14, 22, 34, 46) kleiner ist als der Krümmungsradius im Bereich des Zentrierabschnitts

(11, 12, 31) .

4. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius im Bereich jeder konkav gekrümmten Begrenzungslinie (15a, b, c) größer ist als

der Krümmungsradius im Bereich des Zentrierabschnitts (11, 12, 31).

5. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kantenabschnitte so angeordnet sind, daß der

Umfang des Zentrierabschnitts (11, 12, 31) in drei gleiche Teile geteilt wird.

6. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der Scheitelabschnitt (18, 26) eine Abflachung 35

besitzt.

030065/0890

] 7. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheitelabschnitt (18, 26) eine gewölbte Oberfläche besitzt.

8. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (4) aus oberem (2) und unterem (3) Gehäuseteil im wesentlichen die Form einer Kugel aufweist.

IQ 9. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (28) aus oberem (29) und unterem (30) Gehäuseteil im wesentlichen die Form eines Ellipsoids aufweist.

10. Kompressor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die IIorizontal-Querschnittsform des Zentrierabschnitts (31) des oberen Gehäuseteils von einem Paar gekrümmter Kurvenabschnitte (32a, b) mit relativ großem Krümmungsradius und einem Paar von gekrümmten Kurvenabschnitten (33a, b) mit relativ kleinem Krümmungsradius gebildet ist, und daß das obere Gehäuseteil (29) drei Kantenabschnitte (34a, b, c) aufweist.

11. Kompressor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kantenabschnitt (34a) in der Umgebung des einen gekrümmten Kurvenabschnitts (32a) mit relativ großem Krümmungsradius angeordnet ist, während der zweite und dritte Kantenabschnitt (34b, c) jeweils in der Umgebung der gekrümmten Kurvenabschnitte (33a,

b) mit relativ kleinem Krümmungsradius angeordnet sind.

12. Kompressor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius im Bereich des ersten Kantenabschnitts (34a) größer ist als die Krümmungsradien im Bereich der zweiten und dritten Kantenabschnitte (34b, c).

030085/0890

-4- DE 0534

13. Kompressor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kantenabschnitt (46a) in der Umgebung eines gekrümmten Kurvenabschnitts (45a) mit relativ kleinem Krümmungsradius angeordnet ist, während der zweite und der dritte Kantenabschnitt (46b, c) jeweils in der Umgebung gekrümmter Kurvenabschnitte (44a,* 44b) mit relativ großem Krümmungsradius angeordnet sind.

14. Kompressor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsradius im Bereich des ersten Kantenabschnitts (46a) kleiner ist als die Krümmungsradien im Bereich des zweiten und des dritten Kantenabschnitts (46b, c).

15, Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Zentrier- bzw. Verbindungeabschnitte (11, 12, 21, 31) so ausgeformt sind, daß das obere mit dem unteren Gehäuseteil (2, 3, 29, 30, 41, 42) unter gegenseitigem Ineinanderschieben verbindbar ist.