DE3026189A1 - Hermetisch abgeschlossener motorkompressor - Google Patents
Hermetisch abgeschlossener motorkompressorInfo
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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
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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,
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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:
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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
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·,
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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.
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] 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
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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.
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In dieser ersten Ausführungsform ivst 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·
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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.
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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.
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
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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-
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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-
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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
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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
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•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
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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
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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
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«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.
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Claims (1)
- My Hermetisch abgeschlossener Motor-Kompressor, gekennzeichnet durcha) eine Motor-Kompressoreinheit (7) undb) 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 eine030065/0890DE 0534konkav gekrümmte Begrenzungslinie (15a, b, c) besitzt, sowiemindestens 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 alsder Krümmungsradius im Bereich des Zentrierabschnitts (11, 12, 31).5. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kantenabschnitte so angeordnet sind, daß derUmfang 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 35besitzt.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 053413. 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.
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