DE3633487C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen gekapselten Kompressor mit einer Kapsel mit einer darin ausgebildeten Ansaugöffnung, mit einem in der Kapsel mit Abstand zur Kapselinnenwand angeordneten Kompressorgehäuse, in dem eine der Ansaugöffnung ungefähr gegenüberliegende Gaseinlaßöffnung ange­ ordnet ist, und mit einem die Öffnungen verbindenden elastischen, rohr­ förmigen Verbindungselement, das die Verbindung der Öffnungen auch bei begrenzter Bewegung des Kompressorgehäuses gegenüber der Kapsel aufrecht erhält.

Die Montage eines typischen Kompressors erfordert in der Regel sehr geringe Einbautoleranzen der innerhalb einer luftdicht abschließenden Kapsel anzu­ ordnenden Bauteile bezüglich ihrer radialen, axialen und winkelmäßigen Stellung. Dies ist insbesondere dann problematisch, wenn zwischen der An­ saugöffnung und der Gaseinlaßöffnung eine Leitung für das Ansaugmedium eingebaut wird. Fertigungstoleranzen und menschliche Fehler beim Zusam­ menbau können erhebliche Lageveränderungen der ursprünglichen Kompressor- Motor-Anordnung relativ zu der Ansaugöffnung verursachen. Diese Lagever­ änderungen machen in Verbindung mit zu erwartenden, während des Kompres­ sorbetriebes auf die Anordnung wirkenden Bewegungen oder Vibrationen der Kompressor-Motor-Einheit den Einsatz einer flexiblen Leitung erforder­ lich. Die Länge dieser Leitung muß sowohl bei der Montage auftretende Biegebeanspruchungen als auch leichte Bewegungen bzw. Vibrationen wäh­ rend des Kompressorbetriebes erlauben.

Der bekannte gekapselte Kompressor, von dem die Erfindung ausgeht (US-PS 36 89 203), weist zum Zwecke der einfachen Montage die Ansaugöff­ nung in der Kapsel auf der Oberseite, also der oberen Stirnseite der an­ sonsten zylindrisch gestalteten Kapsel auf. Koaxial dazu ist die Gasein­ laßöffnung in dem Kompressorgehäuse angeordnet. Auf einen Flansch an der Gaseinlaßöffnung aufgesteckt ist ein aus elastischem Kunststoffmate­ rial bestehendes, rohrförmiges Verbindungselement. Dieses ist auf einen langgestreckten Gegenflansch, der die Ansaugöffnung umgibt, in Längs­ richtung verschiebbar aufgeschoben. Dadurch können Längs- und Querbe­ wegungen des Kompressorgehäuses gegenüber der Kapsel in begrenztem Maße erfolgen, ohne daß die Verbindung der Öffnungen unterbrochen wird.

Die zuvor erläuterte Konstruktion ist insoweit problematisch, als sie nur mit einem in der oberen Stirnwand der Kapsel angeordneten Ansaug­ anschluß zusammen einsetzbar ist. Ist der Ansauganschluß bzw. ist die Ansaugöffnung an der Seite, also am Mantel der Kapsel angeordnet, läßt sich die zum Aufschieben des Verbindungselements auf den Stutzen er­ forderliche Längsbewegung nicht realisieren. Auch ist ein entsprechend abgeänderter Kompressor schwer zusammenzubauen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den bekannten Kompressor un­ ter Beibehaltung der durch ausreichende elastische Verformbarkeit des Verbindungselements gegebenen Relativbeweglichkeit des Kompressor­ gehäuses bezüglich der Kapsel so auszugestalten und weiterzubilden, daß ohne Kostensteigerung oder sogar auf preiswertere Art eine einfache Montage bei jeder beliebigen Lage des Verbindungselements gegeben ist.

Die zuvor aufgezeigte Aufgabe ist dadurch gelöst, daß das rohrförmige Verbindungselement an einem Ende einen sich konusartig nach außen erstreckenden Flansch aufweist, mit seinem rohrförmigen Teil in der An­ saugöffnung eingesetzt ist und unter elastischer Verformung des Flan­ sches um die Gaßeinlaßöffnung herum an das Kompressorgehäuse ange­ drückt ist. Das erfindungsgemäß gestaltete Verbindungselement ist konstruk­ tiv einfach und preiswert. Dadurch, daß der rohrförmige Teil des Ver­ bindungselements in der Ansaugöffnung in der Kapsel positioniert ist, ist die Montage außerordentlich einfach. Dazu korrespondiert, daß das Kompressorgehäuse durch die Gestaltung des Verbindungselements von jedem Rohrstutzen oder Flansch frei ist. Die abdichtende Verbindung zum Kompressorgehäuse hin wird nur durch den erfindungsgemäß elastisch verformbaren Flansch des Verbindungselements gewährleistet.

Aus nicht vorveröffentlichtem Stand der Technik (WO-A 86/02 703) ist ein ebenfalls gattungsgemäßer gekapselter Kompressor bekannt, bei dem das Ver­ bindungselement ziehharmonikaartig geformt ist. Ein Ende der Ziehharmoni­ ka bildet ein ebener Flansch, der auf der inneren Oberfläche der Kapsel rund um die Ansaugöffnung abdichtend aufsitzt. Das gegenüberliegende Ende des rohrförmigen Teils ist auf einem Stutzen an der Gaseinlaßöffnung aufgesteckt. Die Elastizität der Ziehharmonikastruktur des unter Vorspan­ nung eingebauten Verbindungselements bewirkt das dichte Anliegen des in sich nicht notwendigerweise elastischen Flansches an der inneren Ober­ fläche der Kapsel. Der von dem Kompressorgehäuse abragende Stutzen stört beim Zusammenbau. Auch stört die Notwendigkeit beim Zusammenbau, das Ver­ bindungselement unter Vorspannung einzubauen. Selbst wenn man die An­ ordnung von Stutzen und Verbindungselement hier umkehren würde, würde sich an diesen Problemen praktisch nichts ändern.

In einer besonders vorteilhaften Ausführung weist der Flansch eine Mehr­ zahl von auf seinem Umfang mit Abständen voneinander angeordneten, radial verlaufenden Schlitzen auf. Das gehört zur Eigenelastizität des Flan­ sches. Dadurch wird die Möglichkeit begünstigt, den Flansch durch Andrük­ ken an die Außenwandung des Kompressorgehäuses abzuflachen.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn das rohrförmige Teil in der Ansaugöff­ nung längsverschiebbar angeordnet ist. Dadurch kann vor dem Zusammenbau das Verwindungselement insgesamt soweit in die Ansaugöffnung hineingescho­ ben werden, daß nur noch der elastisch verformbare Flansch nach innen in die Kapsel vorspringt. Dadurch läßt sich bei der Montage das Kompressorgehäuse in die Kapsel ungehindert einsetzen. Ist das Kompressorgehäuse eingesetzt, läßt sich das rohrförmige Teil und damit das gesamte Verbindungselement nach innen schieben, bis der verformbare Flansch an dem Kompressorgehäuse abdichtend zur Anlage kommt.

Wie das rohrförmige Teil in der Ansaugöffnung letztlich festgelegt und wie die Dichtkraft am Flansch aufgebracht wird, läßt sich auf verschiedene Arten realisieren. Eine bevorzugte Gestaltungsform ist im Anspruch 4 be­ schrieben. Durch das Anschließen der Ansaugleitung wird das Ende des rohr­ förmigen Teils in Richtung des Kompressorgehäuses gedrückt.

Wie im einzelnen das Verbindungsteil zum Anschluß der Ansaugleitung aus­ sieht, bleibt einem Durchschnittsfachmann überlassen. Besonders zweck­ mäßig ist hier eine Schraubverbindung mit Überwurfmutter.

Im Stand der Technik ist das ausschließlich rohrförmige Verbindungselement selbstverständlich einteilig und insgesamt aus elastisch verformbarem Kunststoffmaterial ausgeführt. Diese Gestaltung empfiehlt sich auch bei dem erfindungsgemäßen Verbindungselement aus rohrförmigem Teil und konischem Flansch.

Schließlich empfiehlt es sich, daß das rohrförmige Teil auf seiner äußeren Oberfläche eine Mehrzahl integrierter, parallel zu seiner Längsachse ver­ laufender Führungsrippen aufweist. Dadurch wird die Längsverschiebbarkeit des rohrförmigen Teils in der Ansaugöffnung erleichtert.

Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellende Zeichnung näher erläutert. In der Zeich­ nung zeigt

Fig. 1 in einem Schnitt, teilweise weggebrochen, den erfindungsgemäßen Kompressor mit eingebautem Verbindungselement.

Fig. 2 den Gegenstand aus Fig. 1 in einem Schnitt entlang der Linie 2-2,

Fig. 3 den Gegenstand aus Fig. 1 in einem Schnitt entlang der Linie 3-3 und

Fig. 4 in einer perspektivischen Darstellung das Verbindungselement.

Fig. 1 bezieht sich auf einen Kompressor 10, dessen Bauteile in einer herme­ tisch verschlossenen Kapsel 11 angeordnet sind. Bei dem Kompressor 10 handelt es sich um einen Rotationsverdichter. Der eigentliche Verdichtungsbereich des Kompressors 10 ist in Fig. 1 nicht dargestellt, da eine den Kompressor betreffende detaillierte Darstellung zum Verständnis des Aufbaus und der Funktionsweise der vorliegenden Erfindung nicht erforderlich ist. Das be­ vorzugte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung bezieht sich zwar auf einen Schnecken-Kompressor, es könnte sich jedoch ebenso auf einen Gleitflügel-Kompressor oder einen anderen Rotationsverdichter beziehen. Als Ansaugmedium ist in erster Linie Gas zu nennen, aber auch Flüssigkeiten kommen grundsätzlich in Frage.

Der Kompressor 10 wird von einem einen Stator 13 und einen Rotor 14 aufwei­ senden integrierten elektrischen Motor 12 angetrieben. Durch den Rotor 14 ragt eine Antriebswelle 15 und erstreckt sich mit ihrem unteren Ende in eine Ölsammelkammer 16. Am unteren Ende der Antriebswelle 15 ist stirn­ seitig eine Zentrifugalpumpe 17 zur Erzeugung eines Ölflusses durch eine axial durch die Antriebswelle 15 hindurch verlaufende Bohrung 18 vorge­ sehen. Die Ölförderung durch die Bohrung 18 hindurch nach oben erfolgt durch Drehung der Antriebswelle 15 bzw. der Zentrifugalpumpe 17. Dieses Öl schmiert die im Kompressor einem Verschleiß durch Abrieb ausgesetzten Ober­ flächen sowie Dichtringe, wie z. B. einen unteren Hauptdichtring 19 der Antriebswelle 15. Der untere Hauptdichtring 19 wird mittels eines Guß­ rahmens 20 gehalten. Der Grußrahmen 20 ist durch drei Schraubbolzen 21 mit dem Stator 13 verbunden. Die Schraubenbolzen 21 sind mit bestimmten Ab­ stand voneinander im Randbereich des Gußrahmens 20 angeordnet. Der so be­ festigte Gußrahmen 20 unterfaßt und umschließt das untere Ende des elek­ trischen Motors 12 vollständig.

Durch eine seitlich in der Kapsel 11 ausgebildete Ansaugöffnung 25 gelangt Ansaugmedium in den Kompressor 10. Zur Ansaugöffnung 25 gehört ein mit einem Gewinde versehenes Verbindungsteil 26, an das eine Ansaugleitung 27 mittels einer Mutter 28 anschraubbar ist. Das kompressorseite Ende der Ansauglei­ tung 27 wird durch Anziehen der Mutter 28 gegen eine Profildichtung aus Teflon gepreßt. Dadurch wird eine luftdichte Abdichtung erreicht. Beim Festziehen der Mutter 28 stößt das kompressorseite Ende der Ansauglei­ tung 27 auch gegen ein Ende eines Verbindungselementes 30 und schiebt das Verbindungselement 30 in der Ansaugöffnung 25 nach innen.

Fig. 4 zeigt das Verbindungselement 30 im Detail. Das Verbindungselement 30 weist ein zylindrisches, rohrförmiges Teil 31 auf. Der Außendurchmesser des rohrförmigen Teils 31 ist geringfügig kleiner als der Durchmesser der Ansaugöffnung 25. An dem sich in das Innere der Kapsel 11 erstreckenden Ende des rohrförmigen Teils 31 ist ein konisch geformter Flansch 32 aus­ gebildet. Drei Schlitze 33 erstrecken sich mit Abstand voneinander auf dem Umfang des Flansches 32 radial nach innen, nahezu bis hin zum rohrförmigen Teil 31, bewirken so eine Erhöhung der elastischen Verformbarkeit des Flansches 32 und ermöglichen unter Druckeinwirkung ein Abflachen des ur­ sprünglich konisch geformten Flansches 32 bis zu einer Ringscheibe. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Verbindungselement 30 aus einem relativ steifen, jedoch elastisch verformbaren Kunststoff spritzgegossen. Die Elastizität des Kunststoffes und die Ausbildung der Schlitze 33 sor­ gen gemeinsam für eine durch Biegebeanspruchung hervorgerufene Verformbar­ keit des Flansches 32. An der äußeren Oberfläche des rohrförmigen Teils 31 sind mit Abständen voneinander drei Führungsrippen 34 ausgebildet. Die Führungsrippen 34 erleichtern das Hineinschieben des Verbindungsele­ ments 30 in die Ansaugöffnung 25. Geringfügige Unterschiede im Durchmes­ ser der Ansaugöffnung 25 lassen sich durch die Biegefähigkeit des rohr­ förmigen Teils 31 zwischen jeder der Führungsrippen 34 ausgleichen, wo­ durch die diesbezüglichen Toleranzen erheblich erhöht sind.

Bei der Montage des Kompressors 10 wird das Verbindungselement 30 von der Innenseite der Kapsel 11 her vor der Montage des elektrischen Motors 12 in die Ansaugöffnung 25 so weit hineingeschoben, bis der konisch geform­ te Flansch 32 an die Innenseite der Kapsel 11 anstößt. Wenn sich das Ver­ bindungselement 30 erst einmal in der Ansaugöffnung 25 befindet, läßt sich der elektrische Motor 12 (und der damit verbundene, jedoch in der Zeich­ nung nicht gezeigte Kompressor) in die vorgesehene Einbaustellung bringen und ohne Behinderung durch das Verbindungselement 30 im Inneren der Kap­ sel 11 befestigen. Direkt gegenüber der Ansaugöffnung 25 ist ein vom Guß­ rahmen 20 begrenztes Kompressorgehäuse 40 ausgebildet. Die äußere Wan­ dung des Kompressorgehäuses 40 weist eine Gaseinlaßöffnung 41 auf.

Da entsprechend vorangegangener Erläuterungen das Verbindungselement 30 vom Inneren der Kapsel 11 her zunächst völlig in die Ansaugöffnung 25 hineinge­ schoben ist, berührt der Flansch 32 vor Anschluß der Ansaugleitung 27 nicht die äußere Oberfläche des Gußrahmens 20. Durch den Anschluß der Ansauglei­ tung 27 wird das Verbindungselement 30 nach innen in Richtung auf die äußere Oberfläche des Kompressorgehäuses 40 geschoben und der ursprünglich konisch geformte Flansch 32 berührt diese Oberfläche und legt sich durch die von der Ansaugleitung 27 hervorgerufene Anpreßkraft flach auf den Randbereich rund um die Gaseinlaßöffnung 41.

Die äußere Oberfläche des Gußrahmens 20 (vgl. Fig. 3) ist zur Erzielung einer glatten, um die Gaseinlaßöffnung 41 herum ausgebildeten Ober­ fläche 42 zum Anpressen des ursprünglich konisch geformten Flansches 32 spritzgegossen. Die glatte Oberfläche 42 verbessert die mit dem unter Druck abgeflachten Flansch 32 erzielte Abdichtung. Der genaue Abstand zwischen der inneren Oberfläche der Kapsel 11 rund um die Ansaugöffnung 25 und der ebenen Oberfläche 42 rund um die Gaseinlaßöffnung 41 stellt kein Problem dar, da sich der konisch geformte Flansch 32 von Beginn der Berührung der glatten Oberfläche 42 an durch Abflachen bis zu etwa 6,5 mm biegen und somit anpassen kann. Zusätzlich zu dieser Toleranz bezüglich radialer Lageabweichungen kompensiert das Verbindungselement 30 ebenso Toleranzen bzgl. axialer Lageabweichungen sowie Winkelveränderungen zwischen der Gaseinlaßöffnung 41 und der Ansaugöffnung 25 - d. h. es lassen sich re­ lative Verschiebungen zwischen den Mittelpunkten der Gaseinlaßöffnung 41 und der Ansaugöffnung 25 ausgleichen. Der Durchmesser des äußeren Randbe­ reichs des Flansches 32 ist größer als der Durchmesser der Gaseinlaßöff­ nung 41. Da der Flansch 32 konisch geformt ist und der Randbereich des Flan­ sches 32 anfänglich die glatte Oberfläche 42 berührt, ist zur Erzeugung einer geeigneten Abdichtung keine absolute Übereinstimmung der Mittelpunk­ te der Ansaugöffnung 25 (d. h. des Verbindungselements 30) und der Gasein­ laßöffung 41 erforderlich.

Sicherlich leckt eine gewisse Menge des durch die Ansaugöffnung 25 und das Verbindungselement 30 strömenden Ansaugmediums durch die Schlitze 33. Das das Kompressorgehäuse 40 innerhalb der Kapsel 11 umgebende Medium hat je­ doch im wesentlichen Kompressoransaugdruck. Dieser Druck liegt weniger als 70 mbar unterhalb des Druckes des in die Ansaugöffnung 25 strömenden An­ saugmediums. Da zwischen dem Ansaugmedium im Kompressorgehäuse 40 und dem innerhalb der Kapsel 11 das Kompressorgehäuse 40 umgebenden Medium nur ein geringer Druckunterschied herrscht, leckt nur ein sehr geringer Anteil des durch das nicht völlig abdichtende Verbindungselement 30 strö­ menden Ansaugmediums durch die Schlitze 33. Die relativ geringe Leckrate fällt kaum ins Gewicht, da jegliches in den innerhalb der Kapsel 11 aus­ gebildeten Raum leckendes Ansaugmedium dennoch dem Kompressorzyklus zu­ geführt wird. Es ist lediglich erforderlich, daß ein wesentlicher An­ teil des durch das Verbindungselement 30 strömenden Ansaugmediums auch tatsächlich in das Kompressorgehäuse 40 gelangt.

Die Fig. 1 und 2 zeigen im Schnitt eine im wesentlichen "L"-förmige bzw. in der Draufsicht rechteckige Ausbildung des Kompressorgehäuses 40. Wäh­ rend der Montage des Kompressors 10 werden jeweils einer im Gußrahmen 20 ausgebildeten Bohrung ein dem Zugriff zum Kompressorgehäuse 40 dienen­ des Verschlußteil 43 und ein Filter 44 eingebaut. Das durch die Ansaug­ öffnung 25 einströmende Ansaugmedium gelangt durch das Verbindungsele­ ment 30 in das Kompressorgehäuse 40. Von dort aus kann das Ansaugmedium vor dem Einströmen in den eigentlichen Kompressorzyklus zur Kühlung durch den Motor 12 geleitet werden. Das aus dem Kompressorgehäuse 40 herausströmende Ansaugmedium strömt durch den Filter 44 aufwärts durch einen Rotor/Stator-Ringraum 45 und kühlt dort die Wicklungen des Sta­ tors 13. Jegliches durch das Ansaugmedium in den Bereich des Motors 12 ge­ tragenes Öl fließt durch eine gegenüber dem Kompressorgehäuse 40 im Boden des Gußrahmens 20 ausgebildete Rückflußöffnung 46 in die Ölsammelkammer 16 zurück. Das in dem Kompressor verwendete Verbindungselement 30 ist ein preiswertes Mittel zur Leitung eines Ansaugmediums von der Ansaugöff­ nung 25 in das Kompressorgehäuse 40, wobei auf den Einsatz teurer, in sich flexibler Verbindungsleitungen im Inneren der Kapsel 11 verzichtet werden kann. Darüber hinaus verbessert das Verbindungselement 30 die Hand­ habung bei der Montage des Kompressors 10, kompensiert Toleranzen in den Abmessungen zwischen der Ansaugöffnung 25 und der Gaseinlaßöffnung 41, dichtet beide Öffnungen 25, 41 ab, leitet das Ansaugmedium in das Kompres­ sorgehäuse 40 und kompensiert auftretende Vibrationen des Motors bzw. Bewegungen des Motors relativ zur Kapsel 11 und bildet aufgrund einer hinreichenden Verformbarkeit eine geeignete Abdichtung. Obwohl das Ver­ bindungselement 30 ein relativ einfaches Bauteil ist, schafft es gegen­ über dem Stand der Technik erhebliche Vorteile.

Claims (5)

1. Gekapselter Kompressor mit einer Kapsel mit einer darin ausgebildeten Ansaugöffnung, mit einem in der Kapsel mit Abstand zur Kapselinnenwand angeordneten Kompressorgehäuse, in dem eine der Ansaugöffnung ungefähr gegenüberliegende Gaseinlaßöffnung angeordnet ist,und mit einem die Öff­ nungen verbindenden elastischen, rohrförmigen Verbindungselement, das die Verbindung der Öffnungen auch bei begrenzter Bewegung des Kompressorge­ häuses gegenüber der Kapsel aufrecht erhält, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das rohrförmige Verbindungselement (30) an einem Ende einen sich konusartig nach außen erstreckenden Flansch (32) aufweist, mit seinem rohrförmigen Teil (31) in der Ansaugöffnung (25) eingesetzt ist und unter elastischer Verformung des Flansches (32) um die Gasein­ laßöffnung (41) herum an das Kompressorgehäuse (40) angedrückt ist.

2. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (32) eine Mehrzahl auf seinem Umfang mit Abständen voneinander angeordneter, radial verlaufender Schlitze (33) aufweist.

3. Kompressor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Teil (31) in der Ansaugöffnung (25) längsverschiebbar ange­ ordnet ist.

4. Kompressor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugöff­ nung (25) ein Verbindungsteil (26) zum Anschluß einer Ansaugleitung (27) aufweist und die Ansaugleitung (27) gegen das Ende des rohrförmigen Teils (31) stößt.

5. Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Teil (31) auf seiner äußeren Oberfläche eine Mehr­ zahl integrierter, parallel zu seiner Längsachse verlaufender Führungsrip­ pen (34) aufweist.