DE3427864A1

DE3427864A1 - Gekapselter verdichter

Info

Publication number: DE3427864A1
Application number: DE19843427864
Authority: DE
Inventors: Eiichi Aikawa; Yukio Yokohama Haraguchi; Kazuichi Kawasaki Nishitsuji
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1983-07-29
Filing date: 1984-07-27
Publication date: 1985-02-14
Also published as: DK160328B; JPS6030488A; DK367384A; IT1176509B; JPH0433993B2; DK160328C; US4566865A; DE3427864C2; DK367384D0; IT8422100A0

Description

European Patent Attorneys Zugelassene Vertreter vor dem Europäischen Patentamt

Dr phil. G Henkel München Dipi.-ing J Pfenning, Berlin Dr. rer. nat L Feiler. München Dipl -Ing W. Hanzel. München Dipi.-Phys K H. Meinig. Berlin Dr. Ing A Butenschön, Berlin Plpl.-Ing. D. Kottmann, München Mohlstraße 37
D-8000 München 80

Tel.. 089/98 20 85-87 Telex· 0529802 linkt d Telegramm: ellipsoid Telefax (Gr 2+3): 089/9814 26

27. Juli 1984

MMH-59P322-2

Hz/ld

KABUSHIKI KAISHA TOSHIBA,
Kawasaki, Japan

Gekapselter Verdichter

Die Erfindung betrifft einen geschlossenen bzw. gekapselten Verdichter zur Verwendung bei KühlgerMten und insbesondere einen solchen Verdichter mit einem verbesserten Rahmen zur Halterung einer Verdichtereinheit und eines Elektromotors.

Ein gekapselter Verdichter ist so aufgebaut, daß eine aus einem Zylinder und einem Kolben bestehende Verdichtereinheit sowie ein Elektromotor aus Läufer und Ständer in einem (gemeinsamen) Gehäuse angeordnet sind, wobei der Kolben der Verdichtereinheit durch eine mit dem Motor-Läufer verbundene Kurbelwelle zum Verdichten eines Kühlmittels im Zylinder antreibbar ist.

Die Verdichtereinheit und der Elektromotor sind dabei auf einem im Gehäuse angeordneten Rahmen montiert, der seinerseits z.B. mit Hilfe eines Trag- oder Halterungselements im Gehäuse in seiner Lage festgelegt ist. Dieser Rahmen stellt das wesentlichste Element aller Bauteile des Verdichters dar, und alle anderen Bauteile sind mittels dieses, als Anbauhaiterung dienenden Rahmens montiert. Infolgedessen muß der Einbau dieses Rahmens mit hohem Genauigkeitsgrad erfolgen, um damit die jeweiligen Einbaulagen der Verdichtereinheit und des Elektromotors genau zu bestimmen. Zudem muß der

Rahmen auch ausreichende Steifheit besitzen, um Verdichtereinheit und Elektromotor sicher tragen zu können.

üblicherweise besteht dieser Rahmen aus Gußeisen (Grauguß) ο.dgl., wobei ihm Steifheit durch den Gießvorgang und Maßhaltigkeit durch mechanische Bearbeitung verliehen werden. Wenn der Rahmen durch Gießen hergestellt wird, ist er zwar mechanisch stabil, aber zerbrechlich bzw. bruchanfällig. Aus diesem Grund wird der Rahmen mit großer Dicke und daher mit großen Abmessungen hergestellt. Da der Rahmen weiterhin nach dem Gießen mechanisch (spanabhebend) bearbeitet wird, sind die Fertigungskosten dafür ziemlich hoch.

In neuerer Zeit besteht ein Bedarf nach einem geschlos senen bzw. gekapselten Verdichter kleiner Abmessungen, niedrigen Gewichts und geringer Herstellungskosten; unter diesem Gesichtspunkt ist die Herstellung des Rahmens als Gußstück ebenfalls unerwünscht. Aus diesem Grund wurde bereits ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Rahmens als Kunststoff-Formteil entwickelt, a diese Kunststoff-Formung jedoch hauptsächlich durch Biegen und Ziehen erfolgt, ist es schwierig, die geforderte Genauigkeit (Maßhaltigkeit) einzuhalten (insbesondere Planheit, Parallelität, Abmessungen). Zudem kann auf diese Weise unmöglich ein Rahmen einer ausreichend großen Steifheit erhalten werden, und es erweist sich als praktisch unmöglich, den Rahmen durch Kunststoff-Formung als materialeinheitlichen Bauteil auszubilden.

Die Erfindung ist nun im Hinblick auf diese Gegebenheiten entwickelt worden. Aufgabe der Erfindung ist damit die Schaffung eines gekapselten Verdichters un-

ter Verwendung eines Rahmens eines hohen Genauigkeitsgrads sowie großer Steifheit und Festigkeit.

Diese Aufgabe wird durch die in den beigefügten Patentansprüchen gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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Fig. 1 eine Schnittansicht eines gekapselten Verdichters gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines beim Verdichter nach Fig. 1 vorgesehenen Rahmens,

Fig. 3 eine Abwicklung des Rahmens im Laufe seiner Formung,

Fig. 4 eine Seitenansicht des Rahmens nach Fig. 3, Fig. 5 eine Aufsicht auf den fertigen Rahmen,

Fig. 6 eine Seitenansicht des fertigen Rahmens,

Fig. 7 eine Aufsicht auf die Unterseite des Rahmens nach Fig. 5,

Fig. 8 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung von Bauteilen des gekapselten Verdichters und

Fig. 9 einen in vergrößertem Maßstab gehaltenen (Teil-)-

Schnitt durch den Rahmen und ein Lager. 35

Fig. 1 veranschaulicht im Schnitt den gesamten gekapselten oder geschlossenen Verdichter gemäß der Erfindung. In einem Gehäuse 1 sind dabei ein(e) an sich bekannte(r) Verdichter(einheit) 2 und ein Elektromotor 3 jeweils an einem Rahmen 4 befestigt. Die Verdichtereinheit 2 besteht aus einem Zylinder 5 und einem Kolben 6, wobei im Zylinder 5 durch die Hubbewegung des Kolbens 6 ein Kühlmittel verdichtet wird. Der Elektromotor 3 besteht aus einem ringförmigen Ständer 7 und einem in diesem drehbaren Läufer 8. Die Antriebskraft des Läufers 8 wird über eine Kurbelwelle 9 auf den Kolben 6 der Verdichtereinheit 2 übertragen, so daß der Kolben 6 damit in hin- und hergehende Bewegung versetzt wird.

Ein Rahmen 4 ist am bzw. im Gehäuse 1 mittels Halterungselementen elastisch gehaltert. Bei der dargestellten Ausführungsform bestehen diese Halterungselemente aus an einer Innenwand des Gehäuses 1 materialeinheitlich angeformten vorstehenden Teilen bzw. Flansehen 1a sowie Federn 4a, deren untere Enden an den Oberseiten der Flansche befestigt und deren obere Enden jeweils mit den Unterseiten von Endabschnitten des Rahmens 4 verbunden sind. An der Oberseite des Rahmens 4 ist der Zylinder 5 der Verdichtereinheit 2 montiert, während an seiner Unterseite der Ständer 7 des Elektromotors 3 montiert ist.

Die in ihrem unteren Bereich den Läufer 8 koaxial tragende Kurbelwelle 9 ist in einem in den Rahmen 4 eingebauten Lager 10 drehbar gelagert. Der obere Endabschnitt der Kurbelwelle 9 erstreckt sich durch den Rahmen 4 nach oben. An dem an der Oberseite des Rahmens befindlichen Teil der Kurbelwelle 9 ist ein Gegengewicht 11 angeformt, an welchem wiederum ein nicht dargestellter Kurbelzapfen exzentrisch zur Drehachse der Kurbel-

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welle 9 montiert. Dieser Kurbelzapfen 12a ist mit einer Pleuelstange 12 des Kolbens 6 verbunden.

Das Gehäuse 1 weist in seinem unteren Teil einen ölsumpf 13 auf. Das im ölsumpf 13 enthaltene öl wird durch nicht dargestellte Mittel zu den beweglichen Teilen, wie Lager usw., geliefert, um diese Teile zu schmieren.

Der Rahmen 4 trägt somit den Zylinder 5 der Verdichtereinheit 2 an seiner Oberseite und den Ständer 7 des Elektromotors 3 an seiner Unterseite, während er weiterhin in seinem Mittelbereich das Lager 10 für die Kurbelwelle 9 trägt. Der den Zylinder 5, den Ständer 7 und das Lager 10 tragende Rahmen 4 ist mit noch näher zu beschreibenden geprägten Abschnitten versehen und mit Verdichtereinheit 2 und Elektromotor beispielsweise mittels Schrauben verbunden.

Die Fig. 2 bis 7 veranschaulichen im einzelnen den einen Hauptteil des gekapselten Verdichters gemäß der Erfindung darstellenden Rahmen 4.

Gemäß den Fig. 3 und 4 wird der Rahmen 4 aus einem länglichen Blechstück, z.B. einem Eisenblechstück, hergestellt. Im Mittelbereich des Blechstücks 14 ist ein Prägeabschnitt 15 in die Anbringung bzw. den Einbau des Lagers 10 ausgebildet. Der Prägeabschnitt 15 weist eine durchgehende Bohrung 16 eines kreisförmigen Quer-Schnitts für die Hindurchführung des Lagers 10 und der Kurbelwelle 9 auf. Der Prägeabschnitt 15 besitzt eine zur Bohrung 16 konzentrische Kreisform und umfaßt an der Oberseite des Blechstücks 14 einen konvex ausgebildeten Montage-Sitz 17 sowie drei in letzterem in vorbestimmten gegenseitigen Abständen ausgebildete

Schrauben-Bohrungen 18. Das Lager 10 ist zylindrisch und weist in seinem Mittelbereich einen Befestigungsflansch 10a auf, der mit drei Bohrungen 32 an den Schrauben-Bohrungen 18 entsprechenden Stellen versehen ist. In der Nähe des Prägeabschnitts 15 für die Anbringung des Lagers 10 sind in der Oberseite des Rahmens zwei Prägeabschnitte 19 für die Anbringung des Zylinders 5 vorgesehen. Diese Prägeabschnitte 19 besitzen ebenfalls eine kreisrunde Gestalt mit einem konvex an der Oberseite des Blechstücks ausgebildeten Montage-Sitz 20 und einer Schrauben-Bohrung 21 im Zentrum des Sitzes 20.

An den vier Ecken des im wesentlichen rechteckigen Blechstücks 14 ist an diesem jeweils eine kleine, nach außen abstehende Lasche 22 angeformt. Jede Lasche 22 weist wiederum einen Prägeabschnitt 23 für die Befestigung des Elektromotor-Ständers 7 auf. Jeder Prägeabschnitt 23 ragt ebenfalls konvex von der Oberseite des Blechstücks 14 nach oben und umfaßt einen kreisförmigen Montage-Sitz 24 mit einer in dessen Zentrum vorgesehenen Schrauben-Bohrung 25.

Die Oberflächen der Sitze 17, 20 und 24 der Prägeabschnitte 15, 19 bzw. 23 sind glatt und flach ausgebildet und besitzen jeweils die gleiche Höhe von der Ober fläche des Blechstücks 14. Die Prägeabschnitte 15, 19 und 23 werden sämtlich gleichzeitig nach einem an sich bekannten Prägeverfahren im Blechstück 14 ausgebildet. In der Rückseite des Blechstücks 14 sind den Prägeabschnitten 15, 19 und 23 entsprechende Vertiefungen vor handen .

Die Schrauben-Bohrungen (Gewindebohrungen) 18, 20 und 25 in den Prägeabschnitten 15, 19 bzw. 23 sind jeweils

mit einem Innengewinde versehen. Diese Schrauben-Bohrungen können jedoch auch in Form einfacher Schraubendurchführbohrungen vorliegen.

im Bereich seiner Enden ist das Blechstück 14 mit im wesentlichen H-förmigen, zueinander symmetrischen Stanzlöchern 26 versehen, die jeweils so ausgebildet sind, daß das Blechstück 14 einfach und mit hohem Genauigkeitsgrad längs gerader Biegelinien 27 und abbiegbar ist, die - wie durch die gestrichelten Linien angedeutet - quer zur Längsachse des Blechstücks verlaufen; durch diese Stanzlöcher wird ein Rückfedern des Blechstücks nach dem Biegen desselben vermieden. Jedes Stanzloch 26 ist mit Zungen 29 und 30 versehen, die sich in Richtung auf den Mittelpunkt des Stanzlochs 26 erstrecken. Wenn der Rahmen 4 in das Gehäuse 1 eingebaut ist, befindet sich die dem Mittelpunkt des Blechstücks 14 am nächsten liegende Zunge 2 9 in der Nähe der Innenumfangsflache des Gehäuses, so daß sie als Anschlag zur Begrenzung der waagerechten Verschiebung des Rahmens 4 auf einen vorgeschriebenen Bewegungsbereich dient. Die endseitige Zunge 30 dient dagegen als Halter für den Ständer

Durch Biegen des in den Fig. 3 und 4 dargestellten Blechstücks 14 längs der gestrichelten Linien 27 und 28 in Richtung auf die Rückseite des Blechstücks an zwei Biegestellen über jeweils einen Winkel von praktisch 90°, d.h. jeweils mit einem U-förmigen Querschnitt, wird der in Fig. 2 und in den Fig. 5 bis 7 dargestellte Rahmen erhalten.

Bei dem so geformten Rahmen 4 befinden sich die Prägeabschnitte 19 für die Anbringung des Zylinders 6 sowie der Prägeabschnitt 15 für die Befestigung des

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Lagers 10 zur Lagerung der Kurbelwelle 9 jeweils an der Oberseite, während die Prägeabschnitte 23 für die Anbringung des Ständers 7 an der Unterseite zu liegen kommen. Gleichzeitig sind dabei die Prägeabschnitte 15, 19 und 23 in solchen Positionen angeordnet, daß sie von der Unter- bzw. Oberseite des Rahmens 4 her sichtbar bzw. zugänglich sind.

Im folgenden ist die Anbringung der Verdichtereinheit und des Elektromotors 3 am erfindungsgemäß verwendeten Rahmen 4 anhand von Fig. 8 beschrieben.

Zuerst wird der obere Endabschnitt des Lagers 10 von der Unterseite her in die Bohrung 16 des dafür vorgesehenen Prägeabschnitts 15 eingesetzt. Sodann werden Befestigungs-Schrauben 31 durch die Schrauben-Bohrungen 32 ist Lager 10 hindurchgeführt und in die Schrauben-Bohrungen (Gewindebohrungen) 18 des Prägeabschnitts eingeschraubt; auf diese Weise wird das Lager 10 am Prägeabschnitt 15 befestigt.

Zur Anbringung des Elektromotor-Ständers 7 an der Unterseite des Rahmens 4 werden Schrauben 35 von unten her in die entsprechenden Bohrungen 34 an den vier Ecken eines Hauptkörpers 33 des Ständers 7 eingeführt und mit ihren Vorderenden in die Schrauben-Bohrungen (Gewindebohrungen) 25 der entsprechenden Prägeabschnitte 23 eingeschraubt; auf diese Weise wird der Ständer 7 an der Unterseite des Rahmens 4 befestigt. Da bei der dargestellten Ausführungsform die Enden 36 der Motorwicklung über Ober- und Unterseite des Hauptkörpers 33 des Ständers 7 hinausragen, besitzen Schenkelteile 37 der Biegeabschnitte des Rahmens 4 eine die Höhe dieser Wicklungsenden 36 übersteigende Länge, so daß ein Anstoßen der Wicklungsenden 36 an

einer Oberplatte 38 des Rahmens 4 verhindert wird. Die Stirn- oder Endflächen 40 von unteren Abschnitten 39 des Rahmens 4 sind dabei kreisbogenförmig ausgespart, so daß sie an den Außenumfang des betreffenden Wicklungsendes 36 angepaßt sind.

Nach der Befestigung des Lagers 10 und des Ständers 7 werden die Kurbelwelle 9 von der Unterseite her in das Lager 10 eingeführt und der Läufer 8 von der Unterseite her auf die Kurbelwelle 9 aufgesetzt und an dieser befestigt.

Zur Anbringung des Zylinders 5 an der Oberseite des Rahmens 4 werden auf dargestellte Weise Schrauben 42 in die betreffenden Bohrungen 41 im Zylinder 5 eingeführt und in die Schrauben-Bohrungen (Gewindebohrungen) 21 der Prägeabschnitte 19 eingeschraubt, um auf diese Weise den Zylinder 5 anzuschrauben.

Da die jeweiligen Prägeabschnitte 15, 19 und 23 sowohl von Ober- als auch Unterseite des Rahmens 4 her sichtbar bzw. zugänglich sind, können vor der Anbringung der Verdichtereinheit 2 und des Elektromotors 3 die Höhenlagen der Prägeabschnitte 15, 19 und 23 in der Endphase der Formung des Rahmens 4 auf die Einhaltung der geforderten Genauigkeit geprüft werden, so daß anschließend der Ständer 7, das Lager 10 und der Zylinder 5 in genauergegenseitigerLage zueinander angebaut werden können.

Anschließend werden der Kolben 6 in den Zylinder 5 eingeführt und die Pleuelstange 12 mit dem Kolben sowie mit der Kurbelwelle 9 verbunden. Nach dem beschriebenen Anbau der Verdichtereinheit 2 und des Elektromotors 3 am Rahmen 4 wird letzterer beispiels-

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weise mit Hilfe der in Fig. 1 dargestellten Federn 4a in das Gehäuse 1 eingebaut.

Bei der beschriebenen Ausführungsform werden die betreffenden Prägeabschnitte 15, 19 und 23 zunächst in der einen Seite oder Fläche des Blechstücks 14 ausgebildet, das anschließend zur Herstellung des Rahmens entsprechend gebogen wird. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Reihenfolge beschränkt. Beispielsweise können die Enden des Blechstücks 14 zunächst zur Festlegung eines waagerecht U-förmigen Querschnitts gebogen werden, so daß ein Rahmenrohling 4 erhalten wird. Anschließend können die betreffenden Prägeabschnitte 15, 19 und 23 ausgebildet werden, worauf in den Prägeabschnitten 15, 19 und 23 die Schrauben-Bohrungen (Gewindebohrungen) 18, 21 bzw. 25 geformt werden.

Das aus Metall bestehende Blechstück 14 besitzt vorzugsweise eine Dicke von etwa 3-6 mm. Diese Dickenangabe soll jedoch nicht einschränkend verstanden werden.

Bei der beschriebenen Ausführungsform sind weiterhin die Prägeabschnitte 2 3 zur Anbringung des Ständers 7 in den von den vier Ecken des Blechstücks 14 abstehenden Laschen 22 ausgebildet, so daß diese Prägeabschnitte 23 (im Endzustand) von Ober- und Unterseite des Rahmens 4 her sichtbar bzw. zugänglich sind. Diese Prägeabschnitte 23 können eine beliebige Form besitzen, sofern sie nur von Ober- und Unterseite des Rahmens 4 her zugänglich sind.

Mit der Erfindung werden die nachstehenden Wirkungen und Vorteile erreicht:
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1. Da der erfindungsgemäß verwendete Rahmen aus einem (Metall-)Blechstück besteht, in welchem die Prägeabschnitte für die Anbringung der Verdichtereinheit und des Elektromotors ausgebildet sind/ ist die Anbringung dieser Bauteile mit hohem Genauigkeitsgrad möglich.

2. Der Rahmen läßt sich einfach durch Prägen und Biegen eines entsprechenden (ausgestanzten) Blechrohlings herstellen.

3. Der Rahmen kann ohne weiteres auch aus einem Blechwerkstoff größerer Dicke hergestellt werden, so daß er große Steifheit und mechanische Festigkeit besitzt.

4. Da die betreffenden Prägeabschnitte an Stellen vorgesehen sind, an denen sie von Ober- und Unterseite des Rahmens her sichtbar bzw. zugänglich sind, läßt sich ihre genaue gegenseitige Lage in der Endphase der Formung des Rahmens leicht überprüfen.

5. Da der erfindungsgemäß verwendete Rahmen aus Metallblech hergestellt werden kann, besitzt er im Endzustand kleine Abmessungen, niedriges Gewicht und einen einfachen Aufbau; außerdem kann er zu etwa einem Drittel der Fertigungskosten für den herkömmlichen, gegossenen Rahmen angefertigt werden.

6. Die Anbringung des Elektromotor-Ständers gestaltet sich einfach, weil die betreffenden Prägeabschnitte für die Montage des Ständers an den vom Blechstück nach außen abstehenden Laschen angeformt sind.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Gekapselter Verdichter mit einem Gehäuse (1), einem in diesem angeordneten Rahmen (4) sowie einer Verdichtereinheit (2) und einem Elektromotor (3), die beide am Rahmen (4) angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (4) aus einem länglichen Blechstück (14) hergestellt ist und mehrere in ihm ausgebildete Prägeabschnitte (15, 19, 23) an

!5 solchen Stellen aufweist, daß sie von Ober- und Unterseite (des Rahmens) her sichtbar bzw. zugänglich und zur Anbringung von Verdichtereinheit und Elektromotor benutzbar sind, und daß das Blechstück (14) einen mittleren Abschnitt (38), durch Abbiegen seiner Endabschnitte im wesentlichen senkrecht (rechtwinkelig) dazu ausgebildete Schenkelteile (37) und durch Abbiegen der Vorderenden der Schenkelteile praktisch senkrecht (rechtwinkelig) dazu geformte, dem mittleren Abschnitt gegenüberstehende Enden (39) aufweist.

2. Verdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (4a) vorgesehen sind, mit deren Hilfe der Rahmen (4) so im Gehäuse (1) aufgehängt ist,

QQ daß der mittlere Abschnitt des Blechstücks nach oben weist und seine Enden nach.unten weisen.

3. Verdichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß im mittleren Abschnitt und in den Enden des

g₅ Blechstücks Prageabschnitte (19 bzw. 23) ausgebildet sind.

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4. Verdichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdichtereinheit (2) am Prägeabschnitt (19) im mittleren Abschnitt des Blechstücks und der Elektro motor (3) an den an den Enden des Bleckstücks ausgebildeten Prägeabschnitten (23) montiert sind.

5. Verdichter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in den Prägeabschnitten jeweils Schrauben-Bohrungen (Gewindebohrungen) ausgebildet sind und daß Verdxchtereinheit und Elektromotor mit Hilfe von in diese Bohrungen eingeschraubten Schrauben (35, 42) an den betreffenden Prägeabschnitten angebracht sind.

6. Verdichter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß alle Prägeabschnitte so ausgebildet sind, daß sie an der einen Seite des Blechstücks konvex und an seiner anderen Seite konkav sind.

7. Verdichter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Blechstück im wesentlichen rechteckig aus einem Metallblech einer Dicke von 3 - 6 mm ausgebildet ist.