DE3030711C2

DE3030711C2 - Horizontaler Schwingkompressor

Info

Publication number: DE3030711C2
Application number: DE3030711A
Authority: DE
Inventors: Kaoru Gunma Ichikawa
Original assignee: Sawafuji Electric Co Ltd
Current assignee: Sawafuji Electric Co Ltd
Priority date: 1979-08-17
Filing date: 1980-08-14
Publication date: 1987-02-26
Also published as: DE3030711A1; US4416594A

Description

Die Erfindung betrifft einen horizontalen Schwingkompressor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die üblicherweise anzutreffenden Schwingkompressoren sind aus konstruktiven Gründen und aus Gründen des Antriebsprinzips in vertikaler Bauweise konstruiert, wobei die Kompression in vertikaler Richtung hervorgerufen wird. Kleinere Haushaltskühlschränke, Kühlschränke zur Verwendung in Kraftfahrzeugen oder auf Booten und andere verschiedene Produkte, die Schwingkompressoren benutzen, sind häufig so ausgeführt, daß ein vertikaler Schwingkompressor eingebaut werden kann. Ein solcher vertikaler Schwingkompressor ist aus der DE-OS 21 43 839 bekannt, wobei in dem Bemühen, ein Anstoßen des Kompressors an die Kapselwände zu verhindern, zwischen den stirnseitigen Kapselwänden und dem Kompressor im zusammengedrückten Zustand befindliche, mit der Achse des Kompressors fluchtende Federn angeordnet sind. Diese Federn sind von tellerförmigen Platten gehalten, deren Aufgabe es ist, einen elektrischen Kontakt zwischen einem Bolzen und der Feder herzustellen. Bei diesem bekannten vertikalen Schwingkompressor können die Federn zwar weitgehend ein Anstoßen des Kompressors an die stirnseitigen Kapselwände verhindern, jedoch sind keine Vorkehrungen getroffen, um bei Auftreten von horizontalen Stoßeinwirkungen ein Anstoßen des Kompressors mit der Gefahr seiner Beschädigung zu verhindern.
Ein weiterer vertikaler Schwingkompressor ist aus der US-PS 41 08 581 bekannt, wobei hier der Kompressor an vier Stellen elastisch an einer Zwischenwand der Kapsel aufgehängt ist, um beim Versand und beim Start des Kompressors auftretende Stöße zu absorbieren.
In den vergangenen Jahren hat jedoch das Bedürfnis nach horizontalen Schwingkompressoren stark zugenommen, und zwar im Hinblick auf die Schaffung von Flexibilität in der Bauart, Größe und Konstruktion sowie im Hinblick auf den für den Einbau eines solchen Kompressors zur Verfügung stehenden Raum. Solche horizontalen Schwingkompressoren werden in zunehmendem Umfang in Fahrzeuge eingebaut, wo sie jedoch starken Stoßeinwirkungen ausgesetzt sind, durch die der Kompressor in verschiedenen Richtungen innerhalb der Kapsel schwingen und gegen die Kapselwände anschlagen kann, was einen unerwünschten Lärm oder Beschädigungen des Kompressors zur Folge haben kann.
Aus der DE-OS 27 09 002 ist bereits ein horizontaler Schwingkompressor der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art bekannt. Dieser Schwingkompressor wird von Federn, die zwischen dem Kompressor und den stirnseitigen Kapselwänden im zusammengedrückten Zustand, mit der Achse des Kompressors fluchtend, angeordnet sind, abgestützt, wobei diese Halterung nicht in der Lage ist, in verschiedenen Richtungen, insbesondere auch in vertikaler Richtung einwirkende Stöße zu absorbieren, so daß dieser bekannte horizontale Schwingkompressor bei Verwendung in einem Fahrzeug nur eine geringe Nutzungsdauer hätte.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen horizontalen Schwingkompressor der betrachteten Art so weiter zu entwickeln, daß er in einem Fahrzeug verwendbar ist, ohne daß die Gefahr besteht, daß er durch die Fahrbewegungen, insbesondere durch die dort zu erwartenden starken Stoßeinwirkungen, beschädigt wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Bei dem erfindungsgemäßen Schwingkompressor ist zuverlässig verhindert, daß selbst im Falle einer besonders starken Stoßeinwirkung in beliebiger Richtung der Kompressor an die Kapselwände anschlägt und dadurch beschädigt wird.
Die Erfindung gibt demnach einen horizontalen Schwingkompressor an, bei dem verhindert ist, daß die in verschiedenen Richtungen auftretenden Stoßbelastungen, die beispielsweise durch Fahrbewegungen hervorgerufen werden können, zu einem Anstoßen an die Kapselwände führen. Es sind Dämpfungsteile vorgesehen, die unerwünschte Schwingungen des Kompressors absorbieren, und es ist zudem dafür gesorgt, daß stets eine ausreichende Menge an Schmieröl zu den Berührungsflächen zwischen dem Kolben und dem Zylinder gefördert wird, und zwar durch Vermischung des Schmieröls mit dem Kühlgas, das im Kompressor zirkuliert, wobei sich das Mischungsverhältnis des Kühlgases und des Schmieröls nicht plötzlich ändern kann.
Die Erfindung wird anschließend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen Längsschnitt eines ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels;
Fig. 2 eine Stirnansicht des in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiels von rechts und
Fig. 3 einen Längsschnitt eines weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels.
In den Figuren kennzeichnet die Bezugszahl 1 eine zylindrische Kapsel. Mit 2 und 2&min; sind Befestigungsfüße bezeichnet, die am unteren Teil der Kapsel 1 befestigt sind. Mit 3 und 3&min; sind stirnseitige Kapselwände, mit 4 ein Ansaugrohr, mit 5 ein Auslaßrohr und mit 6 ein Kompressor bezeichnet.
Die Bezugszahlen 7-1 und 7-1&min; kennzeichnen zapfenförmige Abstützteile, gebildet durch Abstützteile 7-1 A und 7-1 A&min; und Auflagen 7-1 B und 7-1 B&min; in einem T-förmigen Querschnitt. Mit 8-1 und 8-1&min; sind schalenförmige Halterungen bezeichnet, mit 9-1 und 9-1&min; die Schraubenfedern, mit 10-1 eine Öffnung des Luft/Öl-Ansaugrohres, das sich in den Kompressor 6 hineinerstreckt und mit 10-2 ein äußeres Ende des Luft/Öl-Ansaugrohres 10. Aus Kunstharz etc. hergestellte zylindrische Dämpfungsmaterialien 11 und 11&min; sind in die schalenförmigen Halterungen 8-1 und 8-1&min; eingesetzt, um Dämpfungsteile zu bilden. Die zapfenförmigen Abstützteile 7-1 und 7-1&min; sitzen axial verschiebbar in den Dämpfungsmaterialien 11 und 11&min;, und die Schraubenfedern 9-1 und 9-1&min; sind zwischen dem Kompressor 6 und den stirnseitigen Kapselwänden 3 und 3&min; im zusammengedrückten Zustand eingesetzt, um den Kompressor 6 in axialer Richtung horizontal zu halten.
Der Kompressor 6 umfaßt ein schalenförmiges Joch 12, einen am Boden des Joches 12 befestigten Magneten 13, einen runden muldenförmigen magnetischen Pol 14, der an einem Ende des Magneten 13 befestigt ist, eine Antriebswicklung 15, die in einem ringförmigen Spalt eingesetzt ist, der durch den magnetischen Pol 14 und das Joch 12begrenzt ist, einen zylindrischen Kolben 18, von dem ein Ende an einem Ende der Wicklung 15 über einen Rahmen 16 und einem Abstützblock 17 festgemacht ist, eine Unterdruck- Ventilkammer 19, die am anderen Ende des Kolbens 18 ausgebildet ist, ein Unterdruckventil 20, das in der Unterdruck-Ventilkammer 19 vorgesehen ist, einen Zylinder 22, der am offenen Ende des Joches 12 über eine Distanzhülse 21 befestigt ist, die ihrerseits den Kolben 18 aufnimmt, ein am einen Ende des Zylinders 22 vorgesehenes Auslaßventil 23, einen den Außenumfang des Auslaßventils 23 abschirmenden Deckel 25, um eine Auslaßventilkammer 24 zu bilden, eine zwischen dem Boden des Deckels 25 und dem Auslaßventil 23 eingeschaltete Ventilfeder 26, aufeinander abgestimmte Schraubenfedern 27 und 28, die zwischen dem magnetischen Pol 14 und dem Abstützblock 17 des Kolbens 18 und zwischen dem Abstützblock 17 und dem Zylinder 22 eingeschaltet sind sowie ein Luft/Öl-Ansaugrohr 19, welches die Innenseite mit der Außenseite des Kompressors 6 verbindet. Die Bezugszahl 30 kennzeichnet ein ummanteltes Rohr aus z. B. Glasfasern, welches am unteren inneren Teil der Kapsel 1 angeordnet und mit dem äußeren Ende 10-2 des Luft/Öl-Ansaugrohres 10 verbunden ist. Die Öffnung 10-1 des Luft/Öl-Ansaugrohres 10 ist nach unten gebogen und über dem Teil angeordnet, wo der Kolben 18 in den Zylinder 22 eintritt. Das ummantelte Rohr 30 ist am unteren inneren Teil der Kapsel 1 angeordnet und erstreckt sich vom einen Ende zum anderen Ende der Kapsel 1 in axialer Richtung.
Wenn bei dem Schwingkompressor der horizontalen Bauart gemäß dieser Erfindung und in der vorstehend erläuterten Konstruktion eine Wechselspannung an der Antriebswicklung 15 angelegt wird, so daß diese einen Wechselstrom führt, schwingt die Antriebsspule 15 entsprechend der Frequenz des Wechselstroms innerhalb eines ringförmigen Spaltes nach rechts und links, indem durch den Magneten 13, das Joch 12 und den magnetischen Pol 14 ein geschlossener manetischer Fluß ausgebildet ist. Diese Schwingung wird durch den Resonanzeffekt der Schraubenfedern 27 und 28 verstärkt, wodurch der mit der Antriebsspule 15 verbundene Kolben 18 innerhalb des Zylinders 22 hin- und herbewegt wird.
Das durch die Hin- und Herbewegung des Kolbens 18 in der Kapsel 1 durch das Ansaugrohr 4 eingeführte Kühlgas und Schmieröl, das in Fig. 1 durch die Pfeile angedeutet ist, wird durch das faserummantelte Rohr 30 und das Luft/Öl-Ansaugrohr 10 in einem vorbestimmten Mischungsverhältnis dem Kompressor 6 zugeführt. Das Kühlgas und Schmieröl werden dann verdichtet und über die Auslaßventilkammer 24 abgegeben, wie durch die Pfeile in gestrichelten Linien in dieser Figur angedeutet ist, und zwar durch die Pumpwirkung des Unterdruckventils 20 des Kolbens 18 und des Auslaßventils 23 des Zylinders 22, und weiter werden das Kühlgas und das Schmieröl zu einem Verdampfer (nicht gezeigt) des Kühlsystems, z. B. über das Auslaßrohr 5 geführt.
Fig. 3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Konstruktion des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 3 ist im wesentlichen gleich derjenigen, die in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, mit der Ausnahme, daß die schalenförmigen Abstützteile 8-1 und 8-1&min; am Kompressor 6 befestigt sind und die zapfenförmigen Abstützteile 7-1 und 7-1&min; an den stirnseitigen Kapselwänden 3 und 3&min; fixiert sind. Eine genauere Beschreibung der Arbeitsweise dieses Ausführungsbeispiels, welches im wesentlichen demjenigen entspricht, das in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, ist daher weggelassen.
Der Schwingkompressor der horizontalen Bauart gemäß dieser Erfindung in der obenerwähnten Ausführung kann wirksam verhindern, daß die Schwingungen des Kompressors 6 während der Arbeitsweise gegen die Außenseite der Kapsel 1 übertragen werden, da diese Schwingungen durch die Schraubenfedern 9-1 und 9-1&min; sowie durch die zylindrischen Dämpfungsmaterialien 11 und 11&min; absorbiert werden. Selbst wenn also der Schwingkompressor der horizontalen Bauart z. B. in einem Kraftwagen-Kühlschrank eingebaut und während des Anfahrens und Stoppens des Kraftwagens einer großen Beschleunigung oder Verzögerung oder während der Fahrt über unebene Straßen starken Stößen unterworfen wird, kann eine Kollision des Kompressors 6 mit der Innenwand der Kapsel 1 oder den stirnseitigen Kapselwänden 3 und 3&min; zuverlässig vermieden werden, da der Kompressor 6 sich nur in axialer Richtung der zapfenförmigen Abstützteile 7-1 und 7-1&min; bewegt. Eine übermäßig große axiale Bewegung des Kompressors 6 könnte zur Folge haben, daß die Dämpfungsmaterialien 11 und 11&min; und Flansche 7-1 B und 7-1 B&min; der zapfenförmigen Abstützteile 7-1 und 7-1&min; miteinander kollidieren. Aber auch in einem solchen Fall wird kein Lärm erzeugt, und zwar aufgrund der Elastizität oder Nachgiebigkeit der Dämpfungsmaterialien 11 und 11&min;.
Da das äußere Ende 10-2 des Luft/Öl-Ansaugrohres 10, das die Außenseite mit der Innenseite des Kompressors 6 verbindet, an dem aus Faser geklöppelten Rohr 30 angeschlossen ist, das auf dem unteren Teil der Kapsel 1 angeordnet ist, wie oben beschrieben wurde, kann eine konstante Strömung des Kühlgases und Schmieröls durch die Zwischenräume des gesamten aus Fasern geklöppelten Rohres 30 sichergestellt werden, selbst dann, wenn ein Kraftwagen oder Boot, das mit dem Kompressor ausgerüstet ist, sich während der Fahrt neigt oder schrägstellt, was zur Folge hat, daß der Stand des Schmieröls, welches sich im unteren Teil der Kapsel 1 sammelt, sich verändert. Das heißt, selbst wenn der Stand des Schmieröls, das sich im unteren Teil des Behälters sammelt, verändert, kann das Mischungsverhältnis des Kühlgases, welches verdichtet und umgewälzt wird, und des Schmieröls zu allen Zeitpunkten konstant gehalten werden.
Da ferner die Öffnung 10-1 des Luft/Öl-Ansaugrohres 10 über dem Teil angeordnet ist, wo der Kolben 18 in den Zylinder 22 eintritt, wird Schmieröl von oben herab auf den Kolben 18 gesprüht, wodurch ein Fressen der oberen Berührungsflächen des Kolbens 18 und Zylinders 22 infolge ungenügender Schmierung vermieden ist, die bei den bisherigen Konstruktionen auftrat.

Claims

1. Horizontaler Schwingkompressor, der in einer zylindrischen Kapsel angeordnet ist, wobei zwischen dem Kompressor und den stirnseitigen Kapselwänden im zusammengedrückten Zustand befindliche, mit der Achse des Kompressors fluchtende Federn angeordnet sind, um den Kompressor zu halten, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein zapfenförmiges Abstützteil (7-1 A, 7-1 A&min;) an den Stirnseiten des Kompressors (6) oder an den Innenseiten der stirnseitigen Kapselwände (3, 3&min;) angebracht sind, die in hohlzylindrisch ausgebildete Dämpfungsteile (11, 11&min;) axial verschiebbar eingepaßt sind, die ihrerseits in schalenförmige Halterungen (8-1, 8-1&min;) derart eingesetzt sind, daß sie über die Halterungen (8-1, 8-1&min;) hinaus vorstehen, wobei die Halterungen (8-1, 8-1&min;) an den Innenseiten der stirnseitigen Kapselwände (3, 3&min;) oder an den Stirnseiten des Kompressors (6) befestigt sind.

2. Horizontaler Schwingkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zapfenförmigen Abstützteile (7-1 A, 7-1 A&min;) ferner mit Auflagen (7-1 B, 7-1 B&min;) versehen sind, die an den Stirnseiten des Kompressors (6) oder an den Innenseiten der stirnseitigen Kapselwände (3, 3') anliegen.

3. Horizontaler Schwingkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsteile (11, 11&min;) aus einem elastischen Kunststoff bestehen.