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Tragkörper aus Blech für den Motorkompressor hermetisch gekapselter
Kleinkältemaschinen Kompressionskältemaschinen der hermetisch gekapselten Bauart
haben in ihrem Konstruktionsaufbau eine gewisse Standardisierung erreicht, innerhalb
der lediglich gewisse, weniger bedeutende Abweichungen der Konstruktionen festzustellen
sind. Um nun solche Kältemaschinen einem möglichst weiten Verbraucherkreis zugänglich
zu machen, richtet sich das Bestreben der Hersteller auf eine weitere Senkung der
Gestehungskosten. Dies kann jedoch durch fertigungstechnische Verbesserungen allein
nicht in genügendem Maße erreicht werden, weshalb auch konstruktive Vereinfachungen
vorgesehen werden müssen.
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine solche Vereinfachung des konstruktiven
Aufbaus einer hermetisch gekapselten Kältemaschine der Schubkolbenbauart, indem
diese die Verbilligung durch weitgehende Verwendung von gestanzten oder gezogenen
Blechteilen anstrebt, welche die für den Aufbau des Motorkompressors verwendeten
Graugußteile ersetzen sollen, da, abgesehen davon, daß sich Gußteile mit entsprechend
dünner Wand kaum gießen und jedenfalls nicht bearbeiten lassen, det für solche Maschinenteile
verwendete Grauguß im Kilopreis bekanntlich wesentlich höher liegt als dünne Bleche.
Ferner ist auch die Oberfläche der Graugußteile niemals so beschaffen, daß sie etwa
an Befestigungsstellen ohne weitere Bearbeitung verwendet werden könnten, vielmehr
müssen überall erhebliche spanabhebende Naoharbeitungen erfolgen, die selbst bei
Verwendung bester Einrichtungen und Werkzeuge zeitraubend und teuer sind.
Bei
hermetisch gekapselten Kompressionskältemaschinen mit horizontaler Motorwelle hat
man bereits vorgeschlagen, das Motor- und Kompressorgehäuse sowie das Triebwerk
und die Zylinder nebst Zylinderkopf aus Blech herzustellen, wobei das Ganze aus
einer Vielzahl von Einzelteilen besteht, die durch nachträgliche Zusammenfassung
die genannten Hauptteile der Maschine erst ergeben. Der Tragkörper des Stators des
Elektromotors ist bei dieser horizontalen Bauweise jedoch, wie üblich, als beidseitig
offener rohrförmiger Körper ausgebildet, dessen Innenmantel das Statorpaket außen
formschlüssig umfaßt und mit letzterem fest verbunden ist. Die beiden Lagerschilde
am Kompressorgehäuse für die Exzenterwelle des Kompressors, auf welcher auch der
Motoranker außerhalb des ihm benachbarten Lagerschildes freifliegend angeordnet
ist, sind in der Mitte muldenförmig vertieft und mit einem Führungsrohr für die
Lagerbüchse der Welle vereinigt.
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Ferner ist es bei einer Konstruktion eines Rückwand-Plattenkondensators
für Kühlschränke, der üblicherweise aus zwei: jiurch Schweißung miteinander verbundenen
Blechplatinen mit in dieselben eingedrückten Rillen für die Kältemittelführung besteht
und am unteren Ende gleichzeitig die rückwärtigen Kühlschrankfüße bildet, bekannt,
die zum Aufbau des Kondensators verwendeten beiden Platten durch entsprechende Verformung
der Blechwände auch noch zur Bildung von anderen Hohlräumen, z. B. zur Benutzung
als Saug- und Druckleitung sowie als Saug- und Druckschalldämpfer für den Tlotorkompressor,
heranzuziehen, wobei allerdings zwischen den Schalldämpfern und der den Motorkompressor
hermetisch abschließenden, ebenfalls durch Ausbuchtungen in den Kondensatorblechen
gebildeten Kapselung eine besondere bzw. zusätzliche Verbindungsleitung, für den
aus dem Kondensator abzusaugenden Kältemitteldampf, unentbehrlich ist.
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Schließlich ist auch ein als einziges Bauteil ausgebildeter Saug-
und Druckschalldämpfer von gekapselten Motorkompressoren für Kleinkältemaschinen
bekannt, das ebenfalls aus zwei miteinander vereinigten kongruenten, streifenartigen
Blechen besteht, in welche gleichfalls spiege:bildlich zueinander liegende Ausbuchtungen
und Rillen, zur Bildung von Schalldämpfungskammern sowie einer Verbindungsleitung
zur Druckseite des Kompressors, eingedrückt und die nach ihrer Vereinigung zu einem
gleichschenkligen U-förmigen Gebilde umgebogen sind, wobei der zwischen den Schenkeln
liegende, auch mit einer Ausbeulung sowie Anbauflächen und Schraubenlöchern versehene
Teil des Außenbleches gleichzeitig als Zylinderdeckel benutzt wird. Ähnlich wie
im vorhergehenden Falle wird aber auch hierbei eine zusätzlicheRohrleitung für die
Verbindung des Saugschalldämpfers mit dem Saugventilkanal des Kompressors benötigt.
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Diesen bekannten Gegenständen gegenüber bezieht sich indessen die
Erfindung auf einen Tragkörper zur Aufnahme des Stators des Elektromotors sowie
der als Kurbelwelle ausgebildeten Motorwelle und dus Kompressorzylinders eines hermetisch
gekapselten Motorkompressors für Kleinkältemaschinen, und ist dieselbe nicht nur
dahin gerichtet, den Bußeisernen Tragkörper einfach durch einen anderen aus Blech
zu ersetzen, sie verfolgt vielmehr noch das Ziel, die sich bei der Verwendung von
Blech als Baustoff ergebende Möglichkeit vielgestaltiger Verformung und Kombinationen
auch konstruktiv und fertigungstechnisch soweit als möglich nutzbringend zu verwerten,
und zwar vor allem durch die Vereinigung verschiedener wichtiger Einzel- und Zubehörteile
des Motorkompressoraggregats mit dem zu schaffenden neuen Tragkörper sowie die Herstellung
desselben in einem kombinierten Stanz-Drück-Werkzeug, wodurch weitere bedeutende
Einsparungen an Material und Arbeitszeit gewonnen werden können.
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Nach der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der Tragkörper
wenigstens aus zwei sich gegenseitig ganz oder teilweise überdeckenden, vorteilhaft
durch unter Schutzgas vorgenommene Hartlötung miteinander vereinigten Formblechteilen
besteht, welche zwecks Bildung von Hohlräumen für die dem Kompressor hierbei zusätzlich
vorgelagerten Saug- und Druckvorkammern und die üblichen Saug- und Druckschalldämpfer
samt den zugehörigen Verbindungswegen derselben sowie von Anbauflächen für den Kompressor
und Sitzflächen für die Ankerschrauben des Motors und die Abfederung des Kompressoraggregats
beispielsweise durch Tiefziehen hergestellte, teilweise mit ausgestanzten Löchern
versehene Ein- bzw. Ausbuchtungen aufweisen, und dadurch, daß die für die Lagerbüchse
der Exzenterwelle des Kompressors vorgesehenen beiden Halterungen jeweils durch
einen aus dem Boden des betreffenden Formblechteiles hochgezogenen trichterartigen
Kragen gebildet werden.
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Auf die erfindungsgemäße Weise fallen die bei den bekannten Konstruktionen
vorgesehenen Rohrleitungen mit Verlötungen oder Verschraubungen und die mit gebohrten
Leitungen versehenen Gußgehäuse der Schalldämpfer weg. Ferner können die zwischen
den beiden Blechen von Einbuchtungen gebildeten Gaskanäle in jeder beliebigen Form
und in jedem Querschnitt hergestellt werden, also auch in zweckentsprechenden Krümmungen,
welche den zu fördernden Gasen nur den geringstmöglichen Widerstand entgegensetzen,
da hierbei scharfe Knicke und Kanten und dadurch entstehende Wirbelungen stets vermieden
werden' können. Darüber hinaus ist die Oberfläche solcher im Blech vorgesehenen
Gaskanäle, entsprechend der Ausbildung des Prägewerkzeuges, von einer ausgezeichneten
glatten Art, die für eine möglichst reibungslose Gasströmung von großer Bedeutung
ist.
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Ebenso wie die Herstellung der den Tragkörper bildenden beiden Blechteile
in einem oder nur wenigen zeitsparenden Arbeitsgängen erfolgen kann, ist auch durch
die vorgesehene Verlötung der Teile söwohl die festigkeitsmäßige Verbindung derselben
als auch die Herstellung der Gasdichte in
einem einzigen Lötarbeitsgang
gewährleistet, wobei die Schutzgasatmosphäre außerdem eine ganz ausgezeichnete Reinigung
der inneren und äußeren Oberflächen erbringt. Somit entfällt also auch jede Reinigung
der Teile, die bei der Verwendung von Gußteilen bisher in der Entfernung der beim
Bearbeiten anfallenden Späne, der Säuberung vom Gußstaub und der Entfettung des
Materials von dem durch die Fertigung anhaftenden Schmieröl usw. bestand, was recht
kostspielig war, insbesondere dann, wenn es sich um die Reinigung von schwerer zugänglichen
Stellen handelte, als welche besonders die Schalldämpferkammern und deren Verbindungswege
anzusehen sind. Ferner wird durch die Anwendung der Schutzgasatmosphäre jede Oxydation
der Blechoberfläche vermieden, so daß auch spätere Verstopfungen des Kühlsystems
durch Abblättern von Zunder od. dgl. ausgeschlossen sind.
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Weitere Erleichterungen und Einsparungen ergeben sich durch den Wegfall
von anzufräsenden Flächen und zu bohrenden Löchern für das Anbringen der zwischen
dem Motorkompressor und der den gasdichten Abschluß gewährleistenden Kapselung angeordneten
Abfederung in Form von den Motorkompressor tragenden Zylinder- oder ähnlichen Federn,
die mit dem Tragkörper verschraubt sind. Diese sowohl als auch die Sitze für die
Ankerschrauben des Motors können mittels eines kombinierten Stanz- und Drückwerkzeuges
als Ausschnitte und Profilierungen am Blechgehäuse an genau den Stellen mühelos
ausgeführt werden, an denen diese Elemente gerade benötigt werden. Schließlich kann
auch das Blech an den Stellen der Federaufnahme so verformt werden, daß hutförmige
Erhebungen gleich den Gewindegang der Tragfeder aufweisen, so daß diese dann darauf
aufgeschraubt werden kann.
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Fig. i zeigt einen Schnitt des Tragkörpers nach Linie I-1 der Fig.
3. nachdem Aufbau am Stator und Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II der Fig. 3;
Fig.3 ist eine perspektivische Darstellung des Tragkörpers, gegenüber der montierten
Lage um 18o° gedreht, mit einem sektorenförmigen Ausschnitt; in Fig. q. ist ein
zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung ebenfalls in Perspektive gezeigt und in
den Fig. 5 bis 8 eine dritte Ausführungsform in ihren Einzelheiten in Perspektive
und im Zusammenbau im Schnitt veranschaulicht; Fig. 9 stellt schließlich eine weitere
Ausführung des Tragkörpers mit angebautem Stator im Schnitt dar.
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Bei der Ausführung nach Fig. i bis 3 besteht der erfindungsgemäße
Tragkörper aus den beiden im wesentlichen runden Töpfen i und 2, die formschlüssig
ineinandergeschachtelt und vorzugsweise durch Löten, unter Anwesenheit einer Schutzgasatmosphäre,
zu einer Einheit miteinander verehre sind.
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Die nach der Erfindung durch Ein- bzw. Ausbuchtungen in den Blechwänden
gebildeten Schalldämpfungsräume 3 und q. für den Kompressor und die diesen Schalldämpfen
vorgelagerten Vorkammern 5 und 6 als auch deren Verbindungsleitungen 7 und 8 sowie
die Stütznocken 9 für die Aggregatfederung io sind auf dem Topfboden symmetrisch
verteilt angeordnet. Die in gleicher Weise wie die vorgenannten Elemente erzeugten
Füße i i zur Befestigung des Tragkörpers am Stator 12 sind dagegen. am oberen Rand
der Mantelwand des Topfes i vorgesehen. Zweckmäßig sind in den von der Fußwand und
dem Innenteil 2 gebildeten Hohlraum 13 entsprechend geformte Klötzchen 14 eingefügt
und mit der Umwand verlötet, wodurch die Ankerschraube 15 eine Führung erhält. Ferner
sind die Böden der beiden Teile i und 2, im Bereich der Mitte, durch Ziehen des
Blechwerkstoffes zu Kragen 16 und 17 verformt. Dieselben dienen der Halterung einer
Lagerbüchse 18 für die Kurbelwelle, welche mit den Kragen beispielsweise ebenfalls
durch Hartlötung fest verbunden ist, was eine zusätzliche Versteifung des Tragkörpers
zur Folge hat.
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Nachdem dieser Tragkörper bei hermetisch gekapselten Motorkompressoren
höherer Leistung, z. B. für größere Kühlschränke oder Kühlvitrinen, Verwendung finden
soll, sind auch entsprechend weite Schalldämpfungskammern3und4 sowie Vorkammern
5 und 6 vorgesehen. Um die erforderlichen Querschnitte nun auch bei der erfindungsgemäßen
Blechkonstruktion praktisch ausführen zu können, sind die hierzu benötigten Ein-
bzw. Ausbuchtungen in beiden Böden der Tragkörperteile i und 2, und zwar spiegelbildlich
zueinander angebracht, da eine Verformung nur einer Blechwand, bis zur Erreichung
des vollständigen Kammerquerschnitts, voraussichtlich zu Schwierigkeiten führenwürde.
Demgegenüber sind die kleineren Verbindungskanäle 7 und 8 sowie die zum Saugschalldämpfer
3 führende Ansaugleitung ig lediglich in die Wand des äußeren Teiles i eingedrückt.
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Die Löcher 2o, 21, 22 und 23 sind - vorteilhaft ausgestanzt, was unmittelbar
nach dem Druckvorgang erfolgen kann, falls ein kombiniertes Drück-Stanz-Werkzeug
für die Herstellung des Teiles i zur Anwendung gelangt. Das Loch 23 dient zum Anschluß
der Druckrohrschleife, deren Fortsetzung durch die Kapselwand hindurch das verdichtete
Kältemittel zu dem Verflüssiger führt, während das aus dem Verdampfer in die Kapselung
des Aggregats zurückströmende Kältemittel durch die Leitung i9 vom Kompressor wieder
angesaugt wird.
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Um den auf der Zeichnung nicht dargestellten Kompressor mit dem Tragkörper
i, 2 gasdicht verbinden zu können, ist mit den Außenseiten der Vorkammern eine Stahlplatte
2q. verlötet, an die der Kompressor unter Zwischenschaltung einer Dichtung angeschraubt
wird. Zwei in dieser Platte vorgesehene, durch eine Zwischenwand voneinander getrennte,-z.
B. längliche Ausschnitte z5 verbinden jeweils die Saug- oder Druckseite des Kompressors
mit den Löchern 21 bzw. 22 der gleichnamigen Vorkammern 5 bzw. 6.
Die
in Fig.,. dargestellte Ausführung des erfindungsgemäßen Tragkörpers, welche für
im Gewicht leichtere und in der Leistung schwächere Motorkompressoren für Kleinkältemaschinen
bestimmt ist, unterscheidet sich von der soeben beschriebenen dadurch, daß der Tragkörper
aus nur einem ebenfalls topfförmigen Teil i" und einer mit dem äußeren Topfboden
verlöteten, beispielsweise runden flachen Deckscheibe 2" besteht, von denen lediglich
die letztere die Ein- bzw. Ausbuchtungen für die, Schalldämpfer 3 und 4, die Vorkammern
5 und 6 sowie die Verbindungsleitungen 7 und 8 als auch die naturgemäß etwas verkürzte
Ansaugleitung ig enthält. Im übrigen sind die Anbaunocken g für die Aggregatfederung
und die Füße i i" wie zuvor wieder am Teil i angeordnet und ebenso die Kragen 16
und 17 für die Kurbelwellenlager sowohl am Teil i" wie am Teil 2" vorgesehen. Der
Außendurchmesser des Topfes i" ist hierbei allerdings etwas größer als früher, da
die Füße ii" nun in die Mantelwand hineinverlegt sind, wodurch sich auch ein Ausfüttern
der Füße, wie im anderen Falle, erübrigt.
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Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 bis 8 betrifft einen Tragkörper,
welcher vorteilhaft bei Statoren eingesetzt werden kann, die außen nicht zylindrisch
ausgeführt sind, sondern mehr quadratisch mit abgerundeten Ecken, wie man das im
neuzeitlichen Motorenbau vielfach vorfindet, da hierbei beachtlich an Gewicht und
Raum eingespart wird. Demgemäß wird- nach der Erfindung der Tragkörper in der Hauptsache
aus einem aus einer mit Eckenausschnitten 31 versehenen Platte 30 durch Hochbiegen
der Wandteile 30a erzeugten viereckigen, oben offenen Kasten 32 und einer mit dem
Kastenboden außen vereinigten flachen Gegenplatte 33 gebildet, die nach der einen
Seite hin relativ weit über die betreffende Kastenwand 30Q vorspringt. Die gegenseitige
Verbindung dieser Teile kann hierbei zweckmäßig durch Punkt- oder Rollenschweißung
an geeigneten Stellen erfolgen. Ebenso werden die hochgeklappten Wandteile 30" an
den vier Stößen an den Kastenecken miteinander verschweißt. Wie aus der Zeichnung
weiter ersichtlich ist, sind im Kastenboden 30 sowie in der Gegenplatte 33
wiederum die Kragen 17 bzw. 16 für das Kurbelwellenlager 18 und die vier Löcher
2o für die Ankerschrauben 15 vorgesehen, die sich nach Vereinigung beider Teile
32 und 33 gegenseitig decken.
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Die Ein- bzw. Ausbuchtungen für die Schalldämpfungskammern 3 und 4,
die Vorkammern 5 und 6, die Verbindungsleitungen 8 und die Ansaugleitung ig sind
in diesem Falle erfindungsgemäß in eine besondere Platte 34 verlegt, welche von
unten an die Platte 33 unmittelbar angelegt, aber mit dieser gasdicht verlötet ist.
In gleicher Weise ist mit der Außenwand der Kammern 5 und 6 auch wiederum die Platte
24 zur Befestigung des Kompressors verbunden. Nachdem die drei Teile 32, 33 und
34 in der eben beschriebenen Weise miteinander vereinigt sind, wird der über die
Kastenwand 30,
überstehende Teil der Platte 33 und 34 auf der Höhe der Verbindungsleitungen
8 von der gestreckten Lage, wie Fig. 8 zeigt, in die strichpunktiert gezeichnete,
etwa rechtwinklige Stellung gegen die Kastenwand hin abgebogen, womit dann dem Tragkörper
seine endgültige Form gegeben ist.
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Eine weitereAusgestaltung der vorbeschriebenen Ausführung ist in Fig.
g dargestellt, die uen Vorteil hat, daß die Ausladung des Kompressors vom Tragkörper
aus nach unten und in radialer Richtung auf die Kapselwand hin geringer ist als
sonst, was im Hinblick auf die effektive Größe der Kapsel und dem dazu notwendigen
Materialaufwand ein beachtlicher Gewinn ist, wobei sich vor allem die erzielte Verringerung
der Raumbeanspruchung der Kapsel im Kühlschrank od. dgl. selbst, wo bekanntlich
stets mit den beengtesten Raumverhältnissen für die Unterbringung der Kühlmaschine
gerechnet werden muß, äußerst günstig auswirkt.
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In Abänderung des Beispiels nach Fig. 5 bis 8 sind erfindungsgemäß
bei der vorliegenden Ausführung die zwischen dem oberen Fassungsrand und dem jeweiligen
Tragkörpereinzelteil 32 bzw. 33 verlaufenden Mantelwände der Kragen 16" bzw.
17,
nach außen verbreitert ausgeführt, wodurch eine entsprechende Vergrößerung
des von den Kragenwänden und der Lagerbüchse 18 eingeschlossenen Raumes 4Q erzielt
wird. Ferner ist das Teil 33 mit dem Teil 32 nicht mehr punktverschweißt, sondern
gasdicht mit letzterem verlötet, und außerdem ist in dieses ein Loch 22Q eingestanzt
und diametral gegenüber ein Lötstutzen 4o angeordnet. Schließlich ist nun auch die
Ventilplatte 24 des Kompressors 41 an das Teil 33 gasdicht angelötet und so weit
als möglich an den unteren Kragen 16" herangerückt.
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Auf diese Weise also wird die Ausladung des Kompressors 41 nach unten
und nach der Seite hin wesentlich verkürzt, was vor allem dadurch möglich ist, daß
nunmehr der Raum 4" als Druckschalldämpfer benutzt werden kann und nicht mehr als
toter Raum in Kauf genommen ist. Der Saugschalldämpfer 3" ist hierbei als Einzelteil
ausgebildet und mittels eines Rohrstutzens 42 in eine entsprechende Bohrung in die
Ventilplatte 24 eingesteckt. Die Saugleitung wird bei 43 angeschlossen, so daß das
verdichtete Gas nunmehr in der angedeuteten Pfeilrichtung durch die Schalldämpfungskammer4a
zur Öffnung 21, des Lötstutzens 42 gelangt, an welchem dann die Druckleitung
zum Verflüssiger angeschlossen ist.