DE3903054A1 - Rotationskolbenverdichter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotationskolbenverdichter nach dem Oberbe­ griff von Anspruch 1.

Rotationskolbenverdichter mit einem kreisförmigen Drehkolben, der in einer elliptischen Bohrung in einem Zylinder drehbar angeordnet ist und eine Mehrzahl von radial beweglichen Schiebern in gleitender Anlage mit der Innenwandung des Zylinders trägt, sind in verschiedenen Ausführungs­ formen bekannt. Solche Rotationskolbenverdichter finden beispielsweise in Klimaanlagen Anwendung. Sie enthalten einen Verdichterblock, in dem ein Kühlmittel verdichtet wird (JP-OS-P 61-1 45 385). Der Verdichter­ block des Rotationskolbenverdichters weist ferner ein vorderes und ein hinteres Seitenteil auf, die an den einander gegenüberliegenden Stirn­ seiten des Zylinders angeordnet sind und gemeinsam mit der elliptischen Bohrung einen Arbeitsraum bilden. Der Verdichterblock ist von einem Ge­ häuse und einem vorderen Kopf umgeben. Eine Mehrzahl von Spannbolzen ver­ laufen durch einander entsprechende Bohrungen im vorderen Kopf, im vor­ deren Seitenteil, im Zylinder und im hinteren Seitenteil und sind mit dem Gehäuse verschraubt. Dabei stehen der vordere Kopf mit dem vorderen Sei­ tenteil und das Gehäuse mit dem hinteren Seitenteil in Kontakt. Aus die­ sem Grunde sind der Verdichterblock, der vordere Kopf und das Gehäuse mittels der Spannbolzen sicher verschraubt.

Der Drehkolben des Verdichterblocks wird über eine Antriebswelle ange­ trieben. Die Antriebswelle ist in zwei axial ausgerichteten Bohrungen im vorderen und im hinteren Seitenteil mittels zweier in den Bohrungen enthaltener Lager drehbar gelagert. Die Bohrung im hinteren Seitenteil ist von einer Hochdruckseite dadurch vor einem Flüssigkeitsaustausch geschützt, daß sie von einer Abdeckung, die mittels eines O-Rings am hinteren Seitenteil befestigt ist, verdeckt wird.

Die beschriebene Verbindung des Verdichterblocks mit dem vorderen Kopf und dem Gehäuse mittels Spannbolzen ist vorteilhaft, weil die Vibration des Verdichterblocks als solche reduziert werden kann. Andererseits hat eine solche Verbindung den Nachteil, daß die Vibration des Verdichter­ blocks über die Spannbolzen und die sich berührenden entsprechenden Oberflächen auf das Gehäuse übertragen werden, was dazu führt, daß das Gehäuse in Resonanz mit dem Verdichterblock schwingt und auf diese Wei­ se ein unangenehmes Geräusch verursacht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den bekannten Rotationskolben­ verdichter so auszugestalten und weiterzubilden, daß die Übertragung von Vibrationen vom Verdichterblock auf den vorderen Kopf und das Gehäuse vermieden wird.

Der erfindungsgemäße Rotationskolbenverdichter löst die zuvor aufgezeig­ te Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1. Dadurch, daß mit dem Dämpfungsteil an der Kontaktfläche zwischen dem vor­ deren Kopf und dem Verdichterblock und/oder zwischen dem Verdichterblock und dem Gehäuse die Vibrationen des Verdichterblocks weder auf den vor­ deren Kopf, noch auf das Gehäuse übertragen werden, werden erhebliche Geräusche vermieden. In einer weiter verbesserten Ausführung ist neben dem Dämpfungsteil am hinteren Seitenteil zusätzlich ein Dichtungsteil vorgesehen, wobei das Dichtungsteil in das Dämpfungsteil integriert ist. Die Anzahl der notwendigen Komponenten des Rotationskolbenverdichters wird hier durch die integrale Anordnung des Dichtungsteils in das Dämp­ fungsteil nicht erhöht.

Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen nach der Lehre der Er­ findung sind in den den Ansprüchen 1 und 3 nachgeordneten Ansprüchen beschrieben.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich bevorzugte Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläu­ tert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen Rotationskolben­ verdichters,

Fig. 2 einen Querschnitt durch den Gegenstand aus Fig. 1 entlang der Linie A-A,

Fig. 3 in Frontansicht ein Dämpfungsteil des Rotationskolbenver­ dichters,

Fig. 4(a) im Querschnitt einen Teil des Dämpfungsteils,

Fig. 4(b) einen gegenüber dem Gegenstand aus Fig. 4(a) modifizierten Teil des Dämpfungsteils,

Fig. 5 einen Längsschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels eines er­ findungsgemäßen Rotationskolbenverdichters,

Fig. 6 eine Ansicht eines kombinierten Dämpfungs- und Dichtungsteils und

Fig. 7 einen Querschnitt durch den Gegenstand aus Fig. 6 entlang der Linie B-B.

Die Fig. 1 und 2 zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsge­ mäßen Rotationskolbenverdichters. Zum Rotationskolbenverdichter gehört ein Verdichterblock 1 mit einem Zylinder 2 mit einer im wesentlichen ellipti­ schen Bohrung, einem vorderen und einem hinteren Seitenteil 3 a, 3 b, welche an den einander gegenüberliegenden Stirnseiten des Zylinders 2 angebracht sind, und einem kreisförmigen Drehkolben 5, der konzentrisch und fest auf einer Antriebswelle 4 befestigt und drehbar in der im wesentlichen ellip­ tischen Bohrung im Zylinder 2 gelagert ist, wobei diametral einander ge­ genüberliegende Teile des Drehkolbens 5 nahe an die Innenwandung des Zy­ linders 2 heranreichen.

Die Antriebswelle 4 ist drehbar in zwei Lagern 8 a, 8 b gelagert, die wiederum in zwei Bohrungen 7 a, 7 b im vorderen und im hinteren Seiten­ teil 3 a, 3 b befestigt sind. Die Antriebswelle 4 ist an ihrem einen Ende mit einer nicht dargestellten elektromagnetischen Kupplung verbunden, die ihrerseits mit einem Antriebsmotor in Verbindung steht. Das andere Ende der Antriebswelle 4 befindet sich in der Bohrung 7 b im Seitenteil 3 b. Die Bohrung 7 b ist vor einem Flüssigkeitsaustausch mit einer Hochdruck­ kammer 9 durch eine Abdeckung 10 hermetisch abgeriegelt, wobei die Ab­ deckung 10 am hinteren Seitenteil 3 b unter Zwischenlage eines zwischen der Abdeckung 10 und dem hinteren Seitenteil 3 b befindlichen O-Ringes 11 fest angebracht ist.

Der Drehkolben 5 weist eine Mehrzahl von im wesentlichen radial verlau­ fenden Schlitzen 12 auf, in denen eine entsprechende Anzahl von nicht dargestellten verschiebbaren Schiebern enthalten ist. Während des Ver­ dichtungsvorganges werden die Schieber radial nach außen gedrückt, so daß sie die Innenwandung des Zylinders 2 berühren. Der Andruck erfolgt zum einen durch Gegendruck, der in einer unterhalb des entsprechenden Schlitzes 12 liegenden Gegendruckkammer 14 erzeugt wird und zum anderen durch eine Zentrifugalkraft aufgrund der Rotation des Drehkolbens 5. Die auf diese Weise nach außen strebenden Schieber verschieben sich in glei­ tender Anlage entlang der Innenwandung des Zylinders 2.

Der Verdichterblock 1 weist ferner zwei Auslaßrohre 15 a, 15 b auf, die mit Auslaßenden zweier nicht dargestellter Auslaßöffnungen fest verbunden sind, um ein Kühlmittel in die am hinteren Ende des Rotationskolbenver­ dichters liegende Hochdruckkammer 9 zu führen. Innerhalb der Hochdruck­ kammer 9 wird Öl vom Kühlmittel getrennt, indem das Kühlmittel aus den Auslaßrohren 15 a, 15 b gegen die innere Oberfläche des hinteren Teils des Rotationskolbenverdichters gepreßt wird. Der Verdichterblock 1 ist mit einem vorderen Kopf 20 und einem Gehäuse 21 mittels einer Mehrzahl von Spannbolzen 25 a bis 25 f derart verbunden, daß der Verdichterblock 1 vom vorderen Kopf 20 und dem Gehäuse 21 geschlossen wird, wobei jeweils das vordere und das hintere Seitenteil 3 a, 3 b in Kontakt mit dem vorderen Kopf 20 und dem Gehäuse 21 stehen.

Der vordere Kopf 20 weist einen Ansaugdurchlaß 22 auf, der mit einer im vorderen Kopf 20 liegenden Niederdruckkammer 23 verbunden ist. Das Ge­ häuse 21 weist eine Auslaßöffnung 24 auf, die mit der zwischen dem Ver­ dichterblock 1 und dem Gehäuse 21 liegenden Hochdruckkammer 9 verbunden ist.

Im bevorzugten Ausführungsbeispiel sind sechs Spannbolzen 25 a bis 25 f vorhanden. Der vordere Kopf 20 weist sechs Bohrungen 26 in gleichmäßigen Winkelabständen auf. In gleicher Weise haben auch das vordere Seitenteil 3 a, der Zylinder 2 und das hintere Seitenteil 3 b entsprechende Bohrungen 27, 28, 29 welche mit den Bohrungen 26 im vorderen Kopf 20 fluchten. Das Ge­ häuse 21 weist sechs Gewindebonrungen 30 auf, die ebenfalls mit den Boh­ rungen 26 bis 29 fluchten. Im zusammengebauten Zustand des Rotationskol­ benverdichters sind die Spannbolzen 25 a bis 25 f durch die Bohrungen 26, 27, 28 und 29 in die Gewindebohrungen 30 im Gehäuse 21 eingeschraubt.

Im dargestellten Ausführungbeispiel sind zwei identische, im wesentlichen ringförmige Dämpfungsteile 31 a, 31 b zwischen dem vorderen Kopf 20 und dem vorderen Seitenteil 3 a bzw. zwischen dem hinteren Seitenteil 3 b und dem Gehäuse 21 angeordnet.

Eines der Dämpfungsteile 31 b, das im hinteren Bereich des Rotationskol­ benverdichters angeordnet ist, ist in Fig. 2 gestrichelt dargestellt. Fig. 3 zeigt das herausgelöste Dämpfungsteil 31 b, dessen Form sich für die Befestigung zwischen dem hinteren Seitenteil 3 b und dem Gehäuse 21 eignet, Dazu weist das Dämpfungsteil 31 eine große mittige Öffnung 32 zur Aufnahme der Abdeckung 10 und sechs um die mittige Öffnung 32 herum angeordnete kleine Löcher 33 a bis 33 f auf, die für die Aufnahme der Spannbolzen 25 a bis 25 f ebenfalls in gleichen Winkelabständen angeordnet sind. Das Dämpfungsteil 31 b ist ein Laminat, dessen innere Schicht 34 aus elastischem Material und dessen zwei äußeren Schichten 35, 35 aus Metall, wie z. B. Stahl oder Aluminium bestehen. Die äußeren Schich­ ten 35, 35 überdecken die innere elastische Schicht 34 auf beiden entgegen­ gesetzten Oberflächen, wie in Fig. 4(a) dargestellt ist. Alternativ dazu kann das Dämpfungsteil 31 b auch aus einer inneren Schicht 36 aus Metall be­ stehen, welche zwischen zwei äußeren Schichten 37, 37 eines elastischen Mate­ rials angeordnet ist, wie in Fig. 4(b) gezeigt ist.

Analog dazu weist das Dämpfungsteil 31 a, welches zwischen dem vorderen Kopf 20 und dem vorderen Seitenteil 3 b angeordnet ist, ebenfalls eine große mittige Öffnung und sechs kleine Löcher in der dem Dämpfungsteil 31 b entsprechenden Anordnung auf.

Mit Verwendung der Dämpfungsteile 31 a, 31 b wird die vom Verdichterblock 1 erzeugte Vibration im wesentlichen von den Dämpfungsteilen 31 a, 31 b aufge­ nommen, bevor sie auf den vorderen Kopf 20 und das Genäuse 21 übertragen wird. Das führt dazu, daß eine wesentliche Lärmverminderung erreicht werden kann. Es wurde experimentell festgestellt, daß die größte Lärmverminderung erreicht wird, wenn die Dämpfungsteile 31 a, 31 b eine Stärke zwischen 0,1 mm und 0,4 mm aufweisen.

Obwohl in der zuvor beschriebenen Anordnung die Dämpfungsteile 31 a, 31 b so­ wohl zwischen dem vorderen Kopf 20 und dem vorderen Seitenteil 3 a als auch zwischen dem hinteren Seitenteil 3 b und dem Gehäuse 1 angeordnet sind, kann eine wesentliche Lärmverminderung auch dann ereicht werden, wenn auf eines der Dämpfungsteile 31 a oder 31 b verzichtet wird.

Die Fig. 5 bis 7 zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei ein Dichtungsteil und ein Dämpfungsteil miteinander inte­ griert ausgeführt sind. Durch eine solche integrale Verbindung werden gleichzeitig eine Dämpfung zwischen dem hinteren Seitenteil 3 b des Ver­ dichterblocks 1 und dem Gehäuse 21 und eine Abdichtung zwischen dem hinteren Seitenteil 3 b und der Abdeckung 10 erreicht. Bei dieser Ausfüh­ rungsform sind sechs Dämpfungsteile 31 b an ein ringförmiges Dichtungsteil 38 derart integral angeformt, daß sie radial nach außen weisen. Die Dämp­ fungsteile 31 b sind in gleichen Winkelabständen auf dem Umfang des Dich­ tungsteils 38 angeordnet und enthalten jeweils Löcher 33 a bis 33 f zur Aufnahme der Spannbolzen 25 von denen nur einer in Fig. 5 mit dem Be­ zugszeichen 25 a dargestellt ist. Wie aus Fig. 7 ersichtlich, hat jedes der Dämpfungsteile 31 b eine laminierte Struktur, die eine innere Schicht 34 aus elastischem Material und zwei äußere Schichten 35 aus Metall umfaßt, die die innere elastische Schicht 34 auf beiden Seiten überdecken. Ander­ erseits enthält das Dichtungsteil 38 eine in das nachgiebige Material des Dichtungsteils 38 eingebettete als ringförmige Scheibe ausgeführte Ver­ stärkung 39. Das Material des Dichtungsteils 38 ist das gleiche, wie die innere nachgiebige Schicht 34 jedes der Dämpfungsteile 31 b.

Im zweiten Ausführungsbeispiel sind die Dämpfungsteile 31 b zwischen dem hinteren Seitenteil 3 b des Verdichterblocks 1 und dem Gehäuse 21 ange­ ordnet, während das Dichtungsteil 38 zwischen dem hinteren Seitenteil 3 b und der Abdeckung 10 angeordnet ist. Mit einer solchen Anordnung werden gleichzeitig ein Dämpfungseffekt und ein Abdichtungseffekt erreicht. Durch die integrale Anordnung der Dämpfungsteile 31 b und des Dichtungs­ teils 38 erhöht sich die Anzahl der Komponenten des Verdichters nicht. Diese integrale Anordnung beim zweiten Ausführungsbeispiel ist gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel vorteilhaft, weil das Dichtungsteil 38 aus dem zweiten Ausführungsbeispiel mit einem zentralen Bereich korres­ pondiert, der als Ergebnis der besonderen Formgebung der mittigen Öff­ nung 32 entfallen kann, wenn das Dämpfungsteil 31 b für das erste Aus­ führungsbeispiel produziert wird. Dementsprechend verringert sich auch der Materialverbrauch.

Wie aus Fig. 1 schließlich hervorgeht, ist der Verdichter mit zwei Dämp­ fungsteilen 51, die jeweils zwischen einem Träger 51 und einem von zwei Füßen 50 a, 50 b angeordnet sind, auf dem Träger 51 befestigt. Dabei ist der Fuß 50 a am vorderen Kopf 20 und der Fuß 50 b am Gehäuse 21 befestigt. Mit einer solchen Anordnung der Dämpfungsteile 52 wird die Übertragung von Vibrationen vom Rotationskolbenverdichter oder einer Maschine auf den Träger 51 und damit eine störende Geräuschentwicklung vermieden.

Claims (5)

1. Rotationskolbenverdichter

• a) mit einem Verdichterblock (1) mit einem Drehkolben (5) mit einer Mehrzahl von radial beweglichen Schiebern, einem Zylinder (2) und einem Paar von an den einander gegenüberliegenden Stirnseiten des Zylinders (2) angebrachten Seitenteilen (3 a, 3 b), wobei der Dreh­ kolben (5) drehbar im Zylinder (2) gelagert ist,
• b) mit einem an einem der Seitenteile (3 a) angebrachten vorderen Kopf (20),
• c) mit einem im wesentlichen becherförmigen Gehäuse (21), wobei in dem Gehäuse (21) der Verdichterblock (1) angeordnet und das offene Ende des becherförmigen Gehäuses (21) von dem vorderen Kopf (20) ver­ schlossen ist, dadurch gekennzeichnet,
• d) daß an mindestens einer Berührungsfläche zwischen dem Verdichter­ block (1) und dem vorderen Kopf (20) bzw. zwischen dem Verdichter­ block (1) und dem Gehäuse (21) ein Dämpfungsteil (31) angeordnet ist.

2. Rotationskolbenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsteil (31) eine innere Schicht (34) aus elastischem Material und ein Paar von äußeren Schichten (35) aus Metall aufweist, die die ein­ ander gegenüberliegenden Oberflächen der inneren elastischen Schicht (34) überdecken.

3. Rotationskolbenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dämpfungsteil (31) eine innere Schicht (36) aus Metall und ein Paar von äußeren Schichten (37) aus elastischem Material aufweist, die die einander gegenüberliegenden Oberflächen der inneren Schicht (36) überdecken.

4. Rotationskolbenverdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem anderen Seitenteil (3 b) und einer Ab­ deckung (10) ein Dichtungsteil (38) vorgesehen ist, die Abdeckung (10) eine eine Antriebswelle (4) aufnehmende Bohrung (7 b) im anderen Seiten­ teil (3 b) verschließt und das Dichtungsteil (38) und das Dämpfungs­ teil (31) miteinander integriert ausgeführt sind.

5. Rotationskolbenverdichter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsteil (38) aus elastischem Material besteht, in das eine Verstärkung (39) aus Metall eingebettet ist.