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Hintergrund
der Erfindung
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(Gebiet der Erfindung)
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf einen elektrisch
betriebenen gekapselten Verdichter, so wie beispielsweise einen
Spiralverdichter oder einen Umlaufverdichter, zur Verwendung in
Klimageräten,
Kühlschränken oder ähnlichem,
und insbesondere auf eine Zahnradpumpe, die in dem elektrisch betriebenen
gekapselten Verdichter eingebaut ist.
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(Beschreibung des Standes
der Technik)
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Üblicherweise
wird ein elektrisch betriebener gekapselter Verdichter, so wie ein
Spiralverdichter oder ein Umlaufverdichter, im Allgemeinen in einer Kühlvorrichtung
für Klimageräte, Kühlschränke oder ähnlichem
verwendet. Diese Art bekannter Verdichter wird nachfolgend anhand
eines Spiralverdichters erörtert.
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Wie
in 14 gezeigt, enthält ein gekapselter Behälter 10 einen
Kompressionsmechanismus 1, einen Elektromotor 7,
der einen Stator 5 und einen Rotor 6 enthält, eine
Kurbelwelle 2 zur Übertragung der
Rotationskraft des Elektromotors 7 auf den Kompressionsmechanismus 1,
eine Hauptstütze 3 zum Stützen eines
Endes der Kurbelwelle 2 und eine Zusatzstütze 4a,
die einen Stützenhalter 4 zum
Stützen des
anderen Endes der Kurbelwelle 2 aufweist. Die Hauptstütze 3 weist
einen Behälter 11 auf,
der an dieser befestigt ist, um vorübergehend Öl zu sammeln, das den tragenden
Abschnitten zugeführt
wurde, um diese zu schmieren. Der gekapselte Behälter 10 ist mit einem
Ansaugrohr 8 zum Ansaugen eines Unterdruck-Kühlmittelgases
und mit einem Auslassrohr 9 zum Auslassen eines durch den
Kompressionsmechanismus 1 komprimierten Hochdruck-Kühlmittelgases nach außerhalb
des gekapselten Behälters 10 ausgestattet.
Die Kurbelwelle 2 weist eine Zahnradpumpe 150 auf,
die an dem Ende der Kurbelwelle 2 befestigt ist, das durch
die Zusatzstütze 4a gestützt wird.
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Wenn
in dem vorstehend beschriebenen Aufbau der Rotor 6 des
Elektromotors 7 rotiert, wird dessen Rotationskraft durch
die Kurbelwelle 2 auf den Kompressionsmechanismus 1 übertragen,
um dadurch ein Kühlmittelgas
zu komprimieren. Genauer gesagt, komprimiert der Kompressionsmechanismus 1 das
durch das Ansaugrohr 8 gezogene Unterdruck-Kühlmittelgas
zu einem Hochdruck-Kühlmittelgas,
das wiederum in einen auslassseitigen Raum 14 ausgelassen
wird, der in dem gekapselten Behälter 10 definiert
ist. Danach tritt das Hochdruck-Kühlmittelgas durch ein Verbindungsloch 12,
das in der Hauptstütze 3 definiert
ist, hindurch und tritt in einen Elektromotor-Seitenraum 17 ein.
Der Hauptstrom des Hochdruck-Kühlmittelgases
tritt durch einen im Stator 5 definierten Ausschnitt hindurch
und tritt in einen Zusatzstützen-Seitenraum 18 ein,
bevor er schließlich
in einen Kühlungszyklus
(nicht dargestellt) durch das Auslassrohr 9 ausgelassen
wird.
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Andererseits
weist die Zahnradpumpe 150 ein Pumpengehäuse 151 auf,
das ein Paar Zahnräder 52,
einen Filter 157, eine Fremdkörper-Speicherkammer 155 zum
Speichern von Fremdkörpern,
die von dem Filter 157 aufgefangen wurden, und eine Öl-Ansaugdüse 156 unterbringt
oder aufweist. Das Pumpengehäuse 151 ist
von einer Deckplatte 153 bedeckt, die an diesem durch eine
Vielzahl von – beispielsweise
vier – Schrauben 152 befestigt
ist und weist eine darin definierte Aussparung 60a auf,
so dass eine Zahnrad-Kammer 60 zur Unterbringung des Zahnrad-Paares 52 darin
durch die Deckplatte 153 und die Aussparung 60a gebildet
sein kann. Die Befestigungskraft der Schrauben 152 erhält die Dichtheit
zwischen dem Pumpengehäuse 151 und der
Deckplatte 153, um Abdichtungseigenschaften hinsichtlich
des Öls
und des Kühlmittelgases
sicherzustellen.
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Wie
in den 15 und 16 gezeigt,
weist das Pumpengehäuse 151 eine
darin definierte Ölbohrung 61 auf,
die angrenzend an die Zahnrad-Kammer 60 angeordnet ist,
so dass das Zahnrad-Paar 52 mit Öl versorgt werden kann, das
beim Starten der Pumpe als Schmier- und Dichtöl dient. Der Filter 157 umfasst
eine nichtrostende Abdeckung 157a, die zwischen zwei nichtrostenden
Rahmen 157b eingeklemmt und daran punktgeschweißt ist, sowie
eine Vielzahl von elastischen Teilen oder Stücken 157c, die von
diesem hervorstehen. Wenn der Filter 157 in dem Pumpengehäuse 151 eingebaut
ist, wirken, wie in 16 gezeigt, die elastischen
Teile 157c, um den Filter 157 gegen seine Montageoberfläche auf
dem Pumpengehäuse 151 vorzuspannen, um
zu verhindern, dass die Fremdkörper
in der Fremdkörper-Speicherkammer 155 in
die Zahnrad-Kammer 60 eintreten.
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Die
Zahnradpumpe 150 weist einen Einsatz auf, der auf dieser
gebildet und in einem zugehörigen Abschnitt
auf dem Stützenhalter 4 eingefügt ist,
und das Pumpengehäuse 151 ist
auf seiner Befestigungsfläche,
die auf dem Stützenhalter 4 gebildet
ist, durch eine Vielzahl von – beispielsweise
zwei – Bolzen 154 befestigt.
Wie in 15 gezeigt, besteht das Zahnrad-Paar 52 aus
einem äußeren Zahnrad 52a und
einem inneren Zahnrad 52b, die ineinander greifen. Das
Ende der Kurbelwelle 2, an der die Zahnradpumpe 150 befestigt
ist, weist einen Ausschnitt auf, um einen im Allgemeinen D-förmigen Abschnitt
darzustellen, und ist in einem Mittelloch eines inneren Zahnrades 52b eingeführt, das
eine entsprechende Form aufweist. Die Antriebskraft des Elektromotors 7 wird
auf das innere Zahnrad 52b über den D-förmigen Abschnitt der Kurbelwelle 2 und
den des inneren Zahnrades 52b übertragen, um zu verursachen,
dass die äußeren und
inneren Zahnräder 52a und 52b einer
gegenseitigen Rotation für
eine Pumpwirkung ausgesetzt sind.
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Wenn
sich der Verdichter in Betrieb befindet, wird das Schmieröl in einer Ölwanne 15,
die in einem tieferen Abschnitt des gekapselten Behälters 10 gebildet
ist, durch die Öl-Ansaugdüse 156 in
das Innere der Zahnradpumpe 150 gesogen, und wird dann
in den Raum eingeführt,
der zwischen den äußeren und den
inneren Zahnrädern 52a und 52b definiert
ist, nachdem es durch den Filter 157 hindurchgetreten ist,
um in ihm enthaltene Fremdkörper
herauszufiltern. Danach wird das Schmieröl durch die Pumpwirkung des
Zahnrad-Paares 52 einem in der Deckplatte 153 definierten Öl-Durchgang 153b zugeführt, tritt durch
ein in der Kurbelwelle 2 entlang deren Mittelachse definiertes
Durchgangsloch hindurch und wird dem Kompressionsmechanismus 1 zugeführt. Der größte Teil
des Schmieröls
dient zum Schmieren der gleitenden Oberflächen der Hauptstütze 3 und
der Kurbelwelle 2 und wird dann in dem Öl-Sammelbehälter 11 gesammelt,
der an der Hauptstütze 3 befestigt
ist. Das auf diese Weise in dem Sammelbehälter 11 gesammelte
Schmieröl
wird aus diesem durch eine darin definierte Auslassöffnung 11a abgelassen und
tropft durch sein eigenes Gewicht herunter, um in die Ölwanne 15 zurückzufließen, die
in dem unteren Abschnitt des gekapselten Behälters 10 gebildet
ist. Das verbleibende Öl
wird zusammen mit dem Hochdruck-Kühlmittelgas von dem Kompressionsmechanismus 1 in
den gekapselten Behälter 10 abgelassen und
wird von dem Hochdruck-Kühlmittelgas
während seiner
Bewegung innerhalb des Verdichters getrennt. Auch dieses Schmieröl tropft
durch sein eigenes Gewicht herunter, um in die Ölwanne 15 zurückzufließen.
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Weil
jedoch gemäß des vorstehend
beschriebenen bekannten Verdichters das Pumpengehäuse den
Filter, die Fremdkörper-Speicherkammer und
die Öl-Ansaugdüse zusätzlich zu
dem Zahnrad-Paar unterbringt oder aufweist, wird die Höhe des Pumpengehäuses in
einer Längsrichtung
des Verdichters groß in
Abhängigkeit
von der Größe, die
für den
Einbau des Filters erforderlich ist, der Größe, die für das für die Fremdkörper-Speicherkammer
erforderliche Volumen geeignet ist, und der Größe, die für den Durchmesser der Öl-Ansaugdüse geeignet
ist. Andererseits ist die Zahnrad-Kammer, die das Zahnrad-Paar unterbringt
und in dem Pumpengehäuse gebildet
ist, mit der Deckplatte bedeckt, die an dem Pumpengehäuse verschraubt
ist, und somit vergrößert sich
zwangsläufig
die Gesamtlänge
des Stützenhalters
und des Zahnrad-Paares in der Längsrichtung.
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Aus
diesen Gründen
wird in dem Fall, in dem die Kurbelwelle einer von der idealen Achse
der Kurbelwelle gekippten Wirbelbewegung ausgesetzt ist, auch das
Zahnrad-Paar durch die Wirbelbewegung der Kurbelwelle beeinträchtigt,
um einer in Bezug zur idealen Achse der Kurbelwelle exzentrischen
Bewegung ausgesetzt zu sein. Genauer gesagt, rotieren die inneren
und äußeren Zahnräder, die
das Zahnrad-Paar bilden, in Bezug zueinander, wobei ihre Zahnrad-Zähne während der
Rotation der Kurbelwelle, die dann der Wirbelbewegung ausgesetzt
ist, aufeinander prallen. Das Aufeinanderprallen der Zahnrad-Zähne führt schließlich zu
einer abnormalen Abnutzung der Zahnrad-Zähne, der Wandoberfläche der
Zahnrad-Kammer, des Antrieb-Abschnitts der Kurbelwelle zum Antrieb
des Zahnrad-Paares oder ähnlichem
oder erzeugt abnormale Geräusche
während
des Betriebes des Verdichters, was zu einer Verminderung der Leistung
und auch der Zuverlässigkeit
des Verdichters führt.
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Um
diese Art von Problem zu überwinden,
ist es notwendig, dass der bekannte Verdichter einen verhältnismäßig großen Zwischenraum
zwischen dem Zahnrad-Paar
und der Zahnrad-Kammer aufweist. In diesem Falle verschlechtert
jedoch der große
Zwischenraum die Abdichtungseigenschaften zwischen dem Zahnrad-Paar und der Zahnrad-Kammer
und verringert somit die Leistung der Pumpe hinsichtlich der Durchflussgeschwindigkeit
und der Pumpen-Druckhöhe.
Gemäß eines
anderen Verfahrens zur Überwindung
des obigen Problems sind die Kurbelwelle, der Stützenhalter und die Zahnradpumpe
miteinander kombiniert, nachdem deren Konstruktionstoleranzen genau
bestimmt wurden. Dieses Verfahren erfordert jedoch nicht nur genaueste
Bearbeitung dieser Elemente, sondern auch deren sehr sorgfältige Kontrolle
und Handhabung nach der Bearbeitung.
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Weil,
wie vorstehend beschrieben, der bekannte Verdichter mit dem Pumpengehäuse ausgestattet
ist, das den Filter, die Fremdkörper-Speicherkammer
und die Öl-Ansaugdüse zusätzlich zu
dem Zahnrad-Paar unterbringt oder aufweist, wird ferner der projektierte
Bereich des Pumpengehäuses
in der Längsrichtung
des Verdichters groß.
Auch führt
die große
Höhe des
Pumpengehäuses
zu einer Vergrößerung des
Volumens der gesamten Zahnradpumpe.
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Um
zu verhindern, dass das Schmieröl
zusammen mit einem Strom von Kühlmittelgas
nach außerhalb
des Verdichters abgelassen wird, ist es andererseits erforderlich,
dass der Zusatzstützen-Seitenraum
ein ausreichend großes
Volumen aufweist. Aus diesem Grund sollte die Zahnradpumpe von kleiner
Größe mit einem
geringen Volumen sein.
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In
Anbetracht dieser Anforderung ist es notwendig, funktional unnötige Stützen von
der Zahnradpumpe zu entfernen. Zu diesem Zweck nehmen das Pumpengehäuse und
die Deckplatte komplizierte Formen an, und es werden häufig Schrauben
zu ihrer Befestigung verwendet. Die Befestigung durch die Schrauben
verursacht die Entstehung von sehr geringen Verformungen in der
Deckplatte, was wiederum einen sehr geringen Spalt zwischen dem Pumpengehäuse und
der Deckplatte erzeugt, was verschlechterte Abdichtungseigenschaften
zur Folge hat.
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Infolgedessen
entsteht das Problem, dass das Kühlmittelgas
in die Zahnradpumpe eintreten kann, wodurch die Pumpenleistung hinsichtlich
der Durchflussge schwindigkeit vermindert wird und dann die Leistung
und Zuverlässigkeit
des Verdichters verschlechtert wird.
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Andererseits,
wenn der Betrieb des Verdichters gestoppt ist und der Verdichter
erneut gestartet wird, muss das Zahnrad-Paar mit Öl versorgt
werden, um dessen Schmierung und Abdichtung für eine ausreichende Pumpen-Druckhöhe sicherzustellen.
Zu diesem Zwecke ist eine Öl-Bohrung
vorgesehen, um an die Zahnrad-Kammer in dem Pumpengehäuse anzugrenzen
und somit eine unterbrochene Ebene zu erzeugen, die einen Ausschnitt
auf der zylindrischen Wand der Zahnrad-Kammer aufweist. Wenn das
Zahnrad-Paar einer Rotationsbewegung ausgesetzt ist, um für einen
Pumpeneffekt zu sorgen, gleitet es folglich in Bezug zu solch einem
Ausschnitt, um dadurch eine abnormale Abnutzung des Zahnrad-Paares
und der Zahnrad-Kammer zu verursachen. Auf diese Weise erzeugtes
abgeschlagenes Pulver erreicht zusammen mit einem Öl-Fluss
die gleitenden Abschnitte des Kompressionsmechanismus und verursacht
dessen Festfressen, das einen erheblich schlechten Einfluss auf
die Leistung und die Zuverlässigkeit
des Verdichters hat. Auch erzeugt die Gleitbewegung zwischen dem
Zahnrad-Paar und dem Ausschnitt während des Betriebes des Verdichters
ein Störgeräusch.
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Außerdem verwendet
die bekannte Zahnradpumpe ein Sieb mit einer rechtwinkligen Form.
In einem Versuch, die Fähigkeit
des Auffangens von Fremdkörpern,
die in dem Öl
enthalten sind, durch das Vergrößern des
Siebbereiches zu steigern, wird folglich die Gesamtlänge um die
Größe des Filters größer, verglichen
mit einer Zunahme des Siebbereiches. Infolgedessen wird die Höhe des Pumpengehäuses größer. Weil
das Pumpengehäuse
dünn sein sollte,
kann, wie zuvor beschrieben, ein ausreichender Siebbereich nicht
sichergestellt werden.
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Da
zudem der Filter durch die Wirkung der elastischen Teile, die an
dem Filter-Rahmen
befestigt sind und von diesem hervorstehen, veranlasst wird, an
dem Pumpengehäuse
zu haften, variieren die Hafteigenschaften des Filters an dem Pumpengehäuse gemäß einer
Veränderung
der elastischen Kraft der elastischen Teile.
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Wenn
der Filter in dem Pumpengehäuse
eingebaut wird, wird ferner zuerst der Filter in eine Filterkammer
in dem Pumpengehäuse
eingeführt
und anschließend
wird ein Einführungsloch
mit der Deckplatte abgedeckt. Deshalb ist es wahrscheinlich, dass
ein Spalt zwischen dem Filter und der Deckplatte erzeugt wird und
daher kann die Funktion des Filters zum Auffangen von Fremdkörpern in
dem Öl nicht
vollständig
erfüllt
werden. Genauer gesagt, treten von den in dem Öl enthaltenen Fremdkörpern wahrscheinlich
sehr kleine durch einen solchen Spalt hindurch und erreichen zusammen
mit einem Öl-Fluss
die gleitenden Abschnitte des Kompressionsmechanismus. Diese sehr
kleinen Fremdkörper können ein
Festfressen der gleitenden Abschnitte verursachen, was einen sehr
schlechten Einfluss auf die Leistung des Verdichters hat.
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Weil
sich elektrisch betriebene Verdichter des horizontalen Typs und
jene des vertikalen Typs in der Anordnung der Ölwanne innerhalb des gekapselten
Gehäuses
unterscheiden, ist es außerdem
notwendig, Zahnradpumpen unterschiedlicher Ausführungen bereitzustellen, bei
denen sich die Position einer Öl-Ansaugdüse unterscheidet,
um ein ausreichendes Pumpen des Öls
von der Ölwanne
hoch zu der Zahnradpumpe sicherzustellen.
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JP 06235387 offenbart eine Ölzufuhreinrichtung
für einen
Verdichter, in der ein Filter in einem Rohrabschnitt zum Leiten
eines Schmieröls
in einen Ölpumpabschnitt
installiert ist. Ein Fremdstoff, der in einem Verdichter gebildet
wird und in einem Mischzustand in dem Schmieröl eines Ölreservoirs existiert, wird
durch den Filter aufgefangen und wird nicht zum Ölpumpabschnitt, Rahmen oder
Hilfsrahmen geleitet. Folglich kann das abnormale Abnutzen und Festfressen
der Drucklager verhindert werden.
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JP 07208348 offenbart eine
Pumpe, die Verformung und Beschädigung
von Rahmen verhindert und das Festlegen von Material und Form der
Rahmen erheblich erleichtert. Eine Trochoid-Pumpe weist eine Pumpenabdeckung,
eine Pumpenplatte und ein Pumpengehäuse auf, die aus verschiedenen Materialien,
wie z. B. Kunstharz, hergestellt sind und die aufeinander überlagert
und durch eine Feder zum Anpressen der Abdeckung eingerastet sind.
Die Pumpenabdeckung, Pumpenplatte und Pumpengehäuse sind durch die elastischen
Kräfte
der Feder zum Anpressen der Abdeckung in einem Zustand druckdichten
und engen Kontakts. Sogar wenn Abmessungen dieser Elemente durch
Temperaturschwankung schwanken, wird die Abmessungsschwankung durch
die Feder zum Anpressen der Abdeckung beseitigt, und die Gegebenheit
des engen Kontakts wird mit Sicherheit aufrechterhalten.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung wurde entwickelt, um die vorstehend genannten
Nachteile zu überwinden.
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Es
ist dementsprechend eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine
hoch effiziente und hoch zuverlässige
Zahnradpumpe zur Verwendung in einem elektrisch betriebenen gekapselten
Verdichter vorzustellen.
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Eine
andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Zahnradpumpe
des oben beschriebenen Typs vorzustellen, die eine einfache Konstruktion aufweist
und mit geringen Kosten hergestellt werden kann.
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Um
die oben genannten und weitere Zwecke zu erreichen, wird gemäß der vorliegenden
Erfindung eine Zahnradpumpe zur Verwendung in einem elektrisch betriebenen
gekapselten Verdichter bereitgestellt, die einen Kompressionsmechanismus,
einen Elektromotor zum Antreiben des Kompressionsmechanismus und
eine Kurbelwelle zum Übertragen
einer Rotationskraft des Elektromotors auf den Kompressionsmechanismus
enthält,
wobei die Zahnradpumpe ein erstes Zahnrad, das mit einem Ende der Kurbelwelle
verbunden ist, und ein zweites Zahnrad, das sich mit dem ersten
Zahnrad in Eingriff befindet, umfasst, wobei eine Deckplatte zum
Abdecken des ersten und des zweiten Zahnrades, eine Pumpenabdeckung,
die auf der Deckplatte angebracht ist, und eine Ölansaugdüse, die so an der Pumpenabdeckung
befestigt ist, dass die Deckplatte zwischen der Ölansaugdüse und dem ersten und dem zweiten Zahnrad
eingefügt
ist, wobei die Pumpenabdeckung napfförmig ist und wobei mindestens
die Pumpenabdeckung oder die Ölansaugdüse aus einem
Harz gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Permanentmagnet
in der Pumpenabdeckung eingebaut ist und dass die Ölansaugdüse ein eigenständiges Element
ist.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
obigen und andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung
werden deutlicher durch die folgende Beschreibung ihrer bevorzugten Ausführungsbeispiele
unter Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen, in denen gleiche Teile durch gleiche Bezugszeichen
gekennzeichnet sind. Es zeigen:
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1 eine
vertikale Schnittansicht des Abschnitts eines elektrisch betriebenen
gekapselten Verdichters, in dem eine Zahnradpumpe gemäß eines
ersten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung eingeschlossen ist;
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2 eine
vertikale Schnittansicht einer Zahnradpumpe gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung;
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3 eine
Seitenansicht der Zahnradpumpe von 2;
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4 eine
Ansicht entsprechend der von 2, aber
gemäß eines
dritten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung;
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5A eine
vertikale Schnittansicht eines wesentlichen Abschnittes einer Zahnradpumpe
gemäß eines
vierten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung;
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5B eine
Seitenansicht der Zahnradpumpe von 5A;
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6 eine
Ansicht entsprechend der von 1, aber
insbesondere eine Modifikation einer Pumpenabdeckung der Zahnradpumpe
abbildend;
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7 eine
Ansicht entsprechend der von 1, aber
insbesondere eine andere Modifikation der Pumpenabdeckung abbildend;
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8A eine
Vorderansicht eines Filters, der in der in den 1, 6 oder 7 gezeigten Zahnradpumpe
eingebaut ist;
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8B eine
vertikale Schnittansicht des Filters von 8A;
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9A eine
Ansicht entsprechend der von 8, aber
eine Modifikation von dieser abbildend;
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9B eine
vertikale Schnittansicht des Filters von 9A;
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10A eine Ansicht entsprechend der von 8A,
aber eine andere Modifikation von dieser abbildend;
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10B eine vertikale Schnittansicht des Filters
von 10A;
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11A eine Ansicht entsprechend der von 8A,
aber eine weitere Modifikation von dieser abbildend;
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11B eine vertikale Schnittansicht des Filters
von 11A;
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12A eine Ansicht entsprechend der von 8A,
aber noch eine andere Modifikation von dieser abbildend;
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12B eine vertikale Schnittansicht des Filters
von 12A;
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13 eine
vertikale Schnittansicht eines elektrisch betriebenen gekapselten
Verdichters des vertikalen Typs, in dem die Zahnradpumpe der vorliegenden
Erfindung eingebaut ist;
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14 eine
vertikale Schnittansicht eines bekannten elektrisch betriebenen
gekapselten Spiralverdichters;
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15 eine
Vorderansicht einer bekannten Zahnradpumpe; und
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16 eine
vertikale Schnittansicht der bekannten Zahnradpumpe von 15.
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Ausführliche Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsbeispiele
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Diese
Anmeldung basiert auf der Anmeldung Nr. 8-145379, eingereicht in
Japan, deren Inhalt hierin durch Bezugnahme eingeschlossen ist.
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Nun
bezugnehmend auf die Abbildungen, wird in 1 eine Zahnradpumpe 50 gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung gezeigt, die in einem elektrisch betriebenen
gekapselten Spiralverdichter eingebaut ist, der einen gekapselten
Behälter 10,
einen Kompressionsmechanismus (nicht dargestellt), der in dem gekapselten
Behälter 10 untergebracht
ist, einen einen Stator 5 und einen Rotor 6 enthaltenden
Elektromotor 7 zum Antrieb des Kompressionsmechanismus
und eine Kurbelwelle 2 zum Übertragen der Rotationskraft
des Elektromotors 7 auf den Kompressionsmechanismus umfasst.
Wie darin gezeigt, umfasst die Zahnradpumpe 50 ein Pumpengehäuse 51,
das einen Einsatz aufweist, der darauf gebildet ist, um in Richtung
der Kurbelwelle 2 hervorzustehen. Dieser Einsatz ist in einem
zugehörigen
Abschnitt eines Stützenhalters 4 einer
Zusatzstütze 4a aufgenommen.
Das Pumpengehäuse 51 ist
zusammen mit einer Deckplatte 53 und einer schalenähnlichen
Pumpenabdeckung 54 mittels einer Vielzahl von Schrauben 59 an
seiner Befestigungsfläche
befestigt, die auf dem Stützenhalter 4 gebildet
ist. Das Pumpengehäuse 51 weist
eine in ihm definierte Aussparung 60a auf, in der nur ein Zahnrad-Paar 52 untergebracht
ist, das aus einem äußeren Zahnrad 52a und
einem inneren Zahnrad 52b besteht, die ineinander greifen.
Das Pumpengehäuse 51 ist
zusammen mit dem Zahnradpaar 52 mit der Deckplatte 53 abgedeckt,
und daher wird durch die Deckplatte 53 und die Aussparung 60a des
Pumpengehäuses 51 eine
Zahnradkammer 60 gebildet, in der das Zahnrad-Paar 52 drehbar
eingebaut ist. Das innere Zahnrad 52b weist ein darin definiertes, im
Allgemeinen D-förmiges
Mittelloch auf, in das ein Ende der Kurbelwelle 2, das
eine entsprechende Form aufweist, eingreift, so dass die über die
Kurbelwelle 2 übertragene
Rotationskraft weiter auf das innere Zahnrad 52b übertragen
werden kann, um zu veranlassen, dass die äußeren und inneren Zahnräder 52a und 52b einer
gegenseitigen Rotation zur Pumpwirkung ausgesetzt sind.
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Andererseits
weist die Deckplatte 53 eine darin definierte Öl-Verbindungsöffnung 53a auf,
die zwischen dem Zahnrad-Paar 52 und einer Öl-Ansaugdüse 56 angeordnet
ist, um Öl,
das durch die Öl-Ansaugdüse 56 angesogen
wurde, dem Zahnrad-Paar 52 zuzuführen. Die Deckplatte 53 weist
auch einen vertieften Öl- Durchgang 53b auf,
der auf einer ihrer Oberflächen
definiert ist, um das Öl,
das das Zahnrad-Paar 52 erreicht hat, einem Öl-Durchgang 16 zuzuführen, der
in der Kurbelwelle 2 entlang ihrer Mittelachse definiert
ist. Die Pumpenabdeckung 54 ist auf der Deckplatte 53 montiert
und weist eine darin definierte Aussparung auf, um einen Fremdkörper-Speicherabschnitt 55 und
einen Öl-Speicherabschnitt 58 zu
bilden. Diese Speicherabschnitte 55 und 58 sind
durch die Pumpenabdeckung 54 und die Deckplatte 53 begrenzt.
Die Pumpenabdeckung 54 weist einen Schulterabschnitt auf,
in dem ein Filter 57 aufgenommen ist, der einen verhältnismäßig dünnen und
runden Rahmen aufweist, der aus Harz gebildet ist, und ein Sieb
oder Gitter aufweist, das aus Edelstahl, Messing oder Eisen gebildet
ist, an dem der Rahmen beispielsweise durch Spritzguss befestigt ist.
Eine Endfläche
des Harz-Rahmens des Filters 57 steht etwas über einer
Endfläche
der Pumpenabdeckung 54 in einer Längsrichtung des Verdichters
hervor. Mit anderen Worten weist der Filter 57 eine Höhe auf,
die größer ist
als die des Schulterabschnitts der Pumpenabdeckung 54.
Wenn die Pumpenabdeckung 54 zusammen mit der Deckplatte 53 und
dem Pumpengehäuse 51 mittels
Schrauben an dem Stützenhalter 4 befestigt
ist, ist aus diesem Grunde der Filter 57 zwischen dem Schulterabschnitt
der Pumpenabdeckung 54 und der Deckplatte 53 angeordnet, wobei
gegenüberliegende
gerundete Flächen
des Filters 57 mit diesen in Kontakt gehalten werden. Folglich
haftet der Filter 57 sowohl an der Pumpenabdeckung 54 als
auch an der Deckplatte 53.
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Die
schalenähnliche
Pumpenabdeckung 54 weist ein Mittelloch auf, das in einem
Bodenbereich von dieser definiert ist, wobei der Umfangsrandbereich
des Mittelloches einen nach innen abgegrateten Zustand aufweist,
um eine innere Röhre
zu definieren. Die Öl-Ansaugdüse 56,
die aus einem Kunstharz gebildet ist, so wie beispielsweise Teflon,
weist ein in das Innere der inneren Röhre, integral mit der Pumpenabdeckung 54 eingefügtes Ende
auf, und wird in dichtem Kontakt mit einer inneren Umfangsoberfläche der
inneren Röhre
gehalten. Der dichte Kontakt der Öl-Ansaugdüse 56 mit der Innenoberfläche der
inneren Röhre
der Pumpenabdeckung 54 kann durch das Erhitzen des Endes
der Öl-Ansaugdüse 56 erreicht
werden, um diesem zu gestatten, sich einer plastischen Formänderung
zu unterziehen. Das andere Ende der Öl-Ansaugdüse 56 ist innerhalb einer Ölwanne 15 positioniert,
die in einem unteren Abschnitt des gekapselten Behälters 10 definiert
ist.
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Der
obige Aufbau kann, verglichen mit dem Aufbau der bekannten Zahnradpumpen,
den Abstand zwischen der Hilfsstütze 4a und
dem Zahnrad-Paar 52 verkürzen. Wenn sich der Verdichter
in Betrieb befindet, wird folglich eine Wirbelbewegung des Endabschnitts
der Kurbelwelle 2 reduziert und daher rotiert das darauf
montierte Zahnrad-Paar 52 reibungslos, ohne ein Aufeinanderprallen
seiner Zahnrad-Zähne
innerhalb der Zahnrad-Kammer 60 zu verursachen. Solange
sich keine abnormale Abnutzung des Zahnrad-Paares 52 oder
der Wand-Oberfläche
der Zahnrad-Kammer 60 ereignet, werden infolgedessen keine
abnormalen Geräusche erzeugt,
die bisher durch die Rotation des Zahnrad-Paares 52 erzeugt
wurden.
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Wenn
sich die Zahnradpumpe des oben beschriebenen Aufbaus in Betrieb
befindet, fließt
das Öl folgendermaßen.
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Wenn
die Zahnradpumpe 50 in Betrieb ist, bringt die Pumpwirkung
des Zahnrad-Paares 52 das in
der Ölwanne 15 gelagerte Öl durch
die Öl-Ansaugdüse 56 in
den Fremdkörper-Speicherabschnitt 55 ein.
Weil der Filter 57, der in dem Schulterabschnitt der Pumpenabdeckung 54 aufgenommen
ist, so positioniert ist, dass er die Öl-Verbindungsöffnung 53a abdeckt,
werden in dem Öl
enthaltene Fremdkörper durch
den Filter 57 aufgefangen, wenn das Öl von dem Zahnrad-Paar 52 durch
die Öl-Verbindungsöffnung 53a angesogen
wird. Das auf diese Weise durch das Zahnrad-Paar 52 angesogene Öl tritt
durch den Öl-Durchgang 53b der
Deckplatte 53 hindurch und wird in den Öl-Durchgang 16 der
Kurbelwelle 2 eingeführt,
bevor es schließlich
dem Kompressionsmechanismus 1 zugeführt wird.
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2 und 3 stellen
eine Zahnradpumpe 50 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung dar. Die Funktion der Zahnradpumpe 50 und
der Öl-Fluss
sind im Wesentlichen dieselben wie die in dem ersten Ausführungsbeispiel, auf
das zuvor Bezug genommen wurde.
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In 2 und 3 wird
durch die Pumpwirkung des Zahnrad-Paares 52 Öl durch
die Öl-Ansaugdüse 56 in
den in der Pumpenabdeckung 54 gebildeten Fremdkörper-Speicherabschnitt 55 eingeführt. Das Öl tritt
dann durch die Öl-Verbindungsöffnung 53a hindurch,
die in der Deckplatte 53 definiert ist, und erreicht das
Zahnrad-Paar 52. Weil der Öl-Speicherabschnitt 58 durch
die Pum penabdeckung 54 und die Deckplatte 53 gebildet
ist, wird das Zahnrad-Paar 52 mit dem Öl versorgt, das in dem Öl-Speicherabschnitt 58 für dessen
Schmierung und Dichtung untergebracht ist, selbst wenn die Zahnradpumpe 50 durch
das Stoppen des Verdichters gestoppt und dann wieder gestartet wird,
wodurch die Pumpenleistung hinsichtlich der Durchflussgeschwindigkeit
sichergestellt ist.
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Außerdem ist
ein Permanentmagnet 61 in der Pumpenabdeckung 54 eingebaut,
um durch die Wirkung seiner Magnetkraft in dem darin eingeführten Öl enthaltene
Fremdkörper
auf Eisenbasis zwangsläufig
aufzufangen, so dass solche Fremdkörper in dem Fremdkörper-Speicherabschnitt 55 gespeichert
werden können.
Die Pumpenabdeckung 54 weist eine Rippe 54a auf,
die auf deren gesamter Umfangskante gebildet ist, um sich in Richtung
der Kurbelwelle 2 zu erstrecken. Selbst wenn die Pumpenabdeckung 54 dünn gemacht
wird, wird diese folglich durch die Rippe 54a versteift,
um somit die Abdichtungseigenschaften zwischen der Pumpenabdeckung 54 und
der Deckplatte 53 sicherzustellen. Auch ist ein Dichtungsmaterial 62 zwischen
der Pumpenabdeckung 54 und der Deckplatte 53 angeordnet, um
die Abdichtungseigenschaften dazwischen zu verbessern.
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Außerdem weisen
jeweils das Pumpengehäuse 51,
die Deckplatte 53, das Dichtungsmaterial 62 und
die Pumpenabdeckung 54 eine flanschförmige äußere Form auf. Genauer gesagt,
sind jeweils das Pumpengehäuse 51,
die Deckplatte 53 und das Dichtungsmaterial 62 im
Allgemeinen flach und im Allgemeinen ovalförmig und weisen eine Hauptachse und
eine Nebenachse auf, die senkrecht zueinander angeordnet sind, während die
Pumpenabdeckung 54 einen im Allgemeinen flachen und im
Allgemeinen ovalförmigen
Abschnitt aufweist, der eine Hauptachse und eine Nebenachse aufweist,
die senkrecht zueinander angeordnet sind. Folglich können bei
dem Zusammenbau der Zahnradpumpe 50 diese Elemente gleichzeitig
an dem Stützenhalter 4 durch
Verwendung zweier Schrauben 59 befestigt werden, und eine
Verschlechterung der Abdichtungseigenschaften an den Dichtungsflächen kann
minimiert werden, was im Allgemeinen durch sehr geringe Verformungen
verursacht wird, die in der Pumpenabdeckung 54 oder der
Deckplatte 53 während
der Befestigung erzeugt werden. Weil die äußere Form der Zahnradpumpe 50 vereinfacht
ist, kann diese zudem klein gestaltet werden. In dem Fall, dass
ein Teil der flanschförmigen äußeren Form
ungerade oder unregelmäßig geformt
ist, das heißt
das Pumpengehäuse 51, die
Deckplatte 53, die Pumpenabdeckung 54 oder das
Dichtungsmaterial 62 bezüglich einer derer Hauptachsen
oder Nebenachsen asymmetrisch ist, wie in 3 gezeigt,
kann während
des Zusammenbaus der Zahnradpumpe 50 ein Fehler in der
Richtung, in der jedes Element eingebaut wird, verhindert werden.
Folglich kann die Erzeugung eines ernsten Fehlers verhindert werden,
so wie beispielsweise die umgekehrte Pumpwirkung, die eintritt,
wenn das Pumpengehäuse 51 um
180° von
seiner richtigen Position gedreht auf den Stützenhalter 4 montiert wird.
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Wenn
durch eine leichte Presspassung der Deckplatte 53 in die
Pumpenabdeckung 54 mit dem Permanentmagneten 61,
dem Filter 57 und dem Dichtungsmaterial 62, das
in der Rippe 54a der Pumpenabdeckung 54 untergebracht
ist, ein vorübergehender
Zusammenbau ausgeführt
wird, können
diese Elemente außerdem
während
des Zusammenbaus gleichzeitig gehandhabt werden, wodurch die Arbeitseffizienz
gesteigert wird.
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4 stellt
eine Zahnradpumpe 50 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung dar. Wie darin gezeigt, umfasst die Zahnradpumpe 50 ein
Dichtungsmaterial 62a, das zwischen der Deckplatte 53 und
dem Pumpengehäuse 51 angeordnet
ist, und ein anderes Dichtungsmaterial 62b, das zwischen
dem Pumpengehäuse 51 und der
Kurbelwelle 2 angeordnet ist. Diese Dichtungsmaterialien 62a und 62b dienen
dazu, die Dichtungseigenschaften der Zahnradpumpe 50 zu
verbessern. Die Pumpenabdeckung 54 weist eine Aussparung 54b auf,
die in einem unteren Abschnitt von dieser definiert ist, um Fremdkörper unterzubringen.
Diese Aussparung 54b dient dazu, ein Verstopfen des Siebes
des Filters durch Ansammeln von Fremdkörpern darin, die in dem Öl enthalten
sind und durch den Filter aufgefangen werden, zu reduzieren. In
diesem Ausführungsbeispiel
kann der Filterrahmen aus einem Metall gefertigt und durch einen
Pressvorgang hergestellt sein. In diesem Fall ist es ausreichend, wenn
das Sieb zwischen der Pumpenabdeckung 54 und dem Filterrahmen
eingeschoben ist, wobei der Filterrahmen durch Punktschweißen oder
Presspassung an der Pumpenabdeckung 54 befestigt ist.
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Die 5A und 5B stellen
einen Teil einer Zahnradpumpe 50 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung dar. Wie darin gezeigt, ist das Öl dem Zahnrad-Paar 52 leicht zugeführt worden,
indem ein Öl-Einlassabschnitt 63 des
Zahnrad-Paares 52 mit der Öl-Verbindungsöffnung 53a der
Deckplatte 53 ausgerichtet ist. Die Öl-Verbindungsöffnung 53a ist
im Allgemeinen halbmondförmig,
um den Öl-Einlassabschnitt 63 des Zahnradpaares 52 weiträumig abzudecken.
Diese Zusammensetzung kann den Widerstand der Öl-Verbindungsöffnung 53a hinreichend
verringern, wenn das Öl
durch diese hindurchtritt, wodurch ermöglicht wird, die Belastung
der Rotation der Zahnrad-Pumpe 50 zu
reduzieren. Außerdem – wenn die
Richtung, in der die Deckplatte 53 den Druck eines während der Bildung
der Öl-Verbindungsöffnung 53a erzeugten Druckes
empfängt,
entgegengesetzt zu der Richtung ausgeführt wird, in der die Deckplatte 53 den
Druck während
der Bildung des Öl-Durchganges 53b erzeugten
Druckes empfängt – können die Öl-Verbindungsöffnung 53a und
der Öl-Durchgang 53b jeweilige
stumpfe oder abgerundete Ecken auf gegenüberliegenden Oberflächen der
Deckplatte 53 aufweisen, wie in 5A gezeigt.
Auf diese Weise wird es möglich,
den Bereich eines Ölpfades
zu erweitern, durch den Öl
in dem Öl-Durchgang 53b in
den Öl-Durchgang 16 der
Kurbelwelle 2 eingeführt
wird, während
es möglich
wird, eine Verbindung zwischen dem Öl-Einlassabschnitt 63 des Zahnrad-Paares 52 und
dem Öl-Durchgang 53b an
einer solchen Stelle auf ein Minimum zu reduzieren, an der das Zahnrad-Paar 52 gegenüber der
Deckplatte 53 angeordnet ist, um dadurch die Dichtungseigenschaften
sicherzustellen.
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Wie
in 6 gezeigt, kann die Pumpenabdeckung 54 eine
Schräge
aufweisen, die an einem Unterseitenabschnitt von dieser gebildet
ist, und eine Öl-Ansaugdüse 56,
die mit dieser integral gebildet oder verarbeitet ist, um sich von
dieser schräg
nach unten zu erstrecken.
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Auch
kann, wie in 7 gezeigt, die Pumpenabdeckung 54 aus
einem Harz gebildet sein und eine Öl-Ansaugdüse 56 aufweisen, die
integral mit dieser gebildet ist, um sich von dieser nach unten
zu erstrecken.
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8A und 8B stellen
einen Filter 57 dar, der einen zylindrischen Harz-Rahmen 57b umfasst
und ein Sieb oder Gitter 57a, das an einem Ende von diesem
befestigt ist.
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9A und 9B stellen
eine Modifikation des Filters 57 dar, der eine Rippe 57d aufweist,
die integral mit dem zylindrischen Harz-Rahmen 57b gebildet
ist und die sich von seinem anderen Ende nach außen erstreckt, um den Filter 57 zu
versteifen.
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10A und 10B stellen
eine andere Modifizierung des Filters 57 dar, bei dem das
Sieb 57a an der Innenoberfläche des zylindrischen Harz-Rahmens 57b an
einem zentralen Teil von diesem befestigt ist.
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11A und 11B stellen
eine weitere Modifizierung des Filters 57 dar, der eine
sich radial erstreckende kreuzförmige
Rippe 57d aufweist, die integral mit dem zylindrischen
Harz-Rahmen 57b gebildet ist, um den Filter 57 zu
versteifen und das Sieb 57a zu stützen.
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12A und 12B stellen
noch eine weitere Modifikation des Filters 57 dar, der
eine Vielzahl von – beispielsweise
vier – kleinen
Vorsprüngen 57e aufweist,
die integral mit dem zylindrischen Harz-Rahmen 57b gebildet
sind und sich von diesem nach außen erstrecken. Wenn der Filter 57 durch eine
leichte Presspassung in die Pumpenabdeckung 54 eingepasst
wird, dienen die Vorsprünge 57e zum Halten
des Ersteren in dem Letzteren.
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Weil
das Sieb 57a in jedem der in 8–12 gezeigten Filter 57 räumlich versetzt
von der Endfläche
des zylindrischen Harz-Rahmens 57b angeordnet ist, die
in Kontakt mit der Deckplatte 53 gehalten wird, wird während des
Zusammenbaus das Sieb 57a durch die Vorsprünge nicht
behindert oder beschädigt,
die durch Pressformung des Öl-Durchganges 53b auf
der Deckplatte 53 gebildet wurden. Es weist auch jeder
der in 8–12 gezeigten
Filter 57 eine Höhe
auf, die erheblich kleiner als deren Durchmesser ist.
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Vorzugsweise
ist der zylindrische Rahmen aus einem PBT-Harz gebildet, der 10–50% Graphit enthält. Ein
Anstieg der Steifigkeit des zylindrischen Harz-Rahmens ermöglicht es, dessen Stützen zu
reduzieren und die Formgenauigkeit während des Formens zu erhöhen.
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Hierbei
ist zu beachten, dass, obwohl in den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen
die Zahnradpumpe 50 als in dem elektrisch betriebenen Verdichter
des horizontalen Typs eingebaut beschrieben wurde, sie in dem elektrisch
betriebenen Verdichter des vertikalen Typs eingebaut sein kann durch
Austauschen der in 1 gezeigten Öl-Ansaugdüse 56 gegen eine gerade Öl-Ansaugdüse, wie in 13 gezeigt.
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Es
ist auch zu beachten, dass, obwohl in den vorstehend beschriebenen
Ausführungsbeispielen die
Zahnradpumpe 50 als ein äußeres Zahnrad und ein inneres
Zahnrad, die ineinander greifen, umfassend beschrieben wurde, sie
zwei Stirnräder
umfassen kann, die Seite an Seite nebeneinander angeordnet sind
und ineinander greifen.
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Es
ist ferner zu beachten, dass, obwohl die in 1 bis 13 gezeigten
Ausführungsbeispiele
für die
elektrisch betriebenen gekapselten Spiralverdichter bestimmt sind,
die vorliegende Erfindung auch auf andere elektrisch betriebene
gekapselte Verdichter anwendbar ist, so wie beispielsweise auf gekapselte Umlaufverdichter.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung anhand von Beispielen unter Bezugnahme
auf die beigefügten
Zeichnungen vollständig
beschrieben wurde, ist hier anzumerken, dass vielfältige Veränderungen und
Modifikationen für
den Fachmann offensichtlich sind.