EP3714163B1

EP3714163B1 - Kompressor

Info

Publication number: EP3714163B1
Application number: EP18827065.6A
Authority: EP
Inventors: Hans Peter SCHÖGLER; Reinhard Resch
Original assignee: Secop GmbH
Current assignee: Secop GmbH
Priority date: 2017-12-22
Filing date: 2018-12-19
Publication date: 2021-11-24
Anticipated expiration: 2038-12-19
Also published as: CN111868381A; EP3502473A1; WO2019121993A1; EP3714163A1; US20210363982A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kompressor zum Verdichten von in einem Kühlkreislauf zirkulierendem Kältemittel, umfassend

ein ein Gehäuseinneres des Kompressors umschließendes Kompressorgehäuse,
eine Verdichter-Motor-Einheit, welche zumindest einen sich in einem Zylinder bewegenden Kolben sowie einen Motor umfasst,
zumindest ein Federelement, vorzugsweise mehrere Federelemente, über welches Federelement die Verdichter-Motor-Einheit elastisch lagernd an einem Lagerungsbereich des Kompressorgehäuses, vorzugsweise an einem Bodenbereich des Kompressorgehäuses, angebunden ist,
zumindest eine an dem Lagerungsbereich angeordnete Aufnahme für das zumindest eine Federelement, vorzugsweise eine Aufnahme für jeweils ein Federelement, wobei das jeweilige Federelement in der Aufnahme aufgenommen ist, wobei
die Aufnahme ein Bodenelement, welches mit dem Lagerungsbereich verbunden ist und von welchem das Federelement in eine Höhenrichtung absteht, ein Mantelelement, welches Mantelelement das Federelement hülsenförmig umgibt, sowie ein durch das Bodenelement und das Mantelelement begrenztes Aufnahmevolumen aufweist, um ein Ansammeln von Schmiermittel in dem Aufnahmevolumen zu ermöglichen, sodass ein in dem Aufnahmevolumen angeordneter Abschnitt des Federelementes im Betriebszustand des Kompressors von Schmiermittel umhüllt ist.

STAND DER TECHNIK

Bei gattungsgemäßen Kompressoren nach dem Stand der Technik ist es ein hinlänglich bekanntes Problem, dass die durch die Verdichter-Motor-Einheit hervorgerufenen Vibrationen hauptsächlich über Federelemente, mittels derer die Verdichter-Motor-Einheit an dem Gehäuseinneren des Kompressors gelagert ist, auf das Kompressorgehäuse des Kompressors übertragen werden. Je höher der Anteil der ungedämpft auf das Kompressorgehäuse übertragenen Vibrationen, desto höher ist die Lärmemission des Kompressors insgesamt. Weiterentwicklungen bekannter Kompressoren in Hinblick auf eine verminderte Lärmemission zielen beispielsweise auf eine Dämpfung der besagten Vibrationsübertragung im Bereich der Federelemente ab. Nachteilig dabei ist jedoch, dass hierbei oftmals spezielle Dämpfungselemente notwendig sind, welche naturgemäß hohen Belastungen ausgesetzt sind und somit auf Dauer verschleißen.
In diesem Zusammenhang wurde beobachtet, dass auch Mittel zur Dämpfung der Vibrationsübertragung genützt werden können, die im Betriebszustand des Kompressors ohnehin in seinem Gehäuseinneren vorhanden sind. Insbesondere wurde festgestellt, dass Federelemente, die weitestgehend von einem während des Betriebszustandes des Kompressors im Bodenbereich des Kompressorgehäuses vorhandenen Schmiermittelsumpf bedeckt sind, nur einen sehr kleinen Teil der durch die Verdichter-Motor-Einheit hervorgerufenen Schwingungen an das Kompressorgehäuse weiterleiten. Die Viskosität des hauptsächlich aus Öl und Kältemittel gebildeten Schmiermittelsumpfes führt zu einer Dämpfung der von Schmiermittel umgebenen Federelemente. Insbesondere die Anordnung und Position des Motors der Verdichter-Motor-Einheit innerhalb des Gehäuseinneren stellen jedoch Faktoren dar, welche limitierend auf die Höhe des Schmiermittelsumpf-Spiegels wirken. Das Bestreben, die Lärmemission des Kompressors mittels eines höheren Schmiermittelsumpf-Spiegels zu reduzieren, steht somit der Anforderung entgegen, insbesondere den Rotor der Verdichter-Motor-Einheit nicht in den Schmiermittelsumpf zu tauchen.
Dokument US3857652A offenbart einen Kühlmittelverdichter gemäß der Präambel des Anspruchs 1.

AUFGABE DER ERFINDUNG

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kompressor bereit zu stellen, welcher eine verbesserte Dämpfung der Federelemente und der damit einhergehenden Vibrationsübertragung auf das Kompressorgehäuse ermöglicht.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Diese Aufgabe wird bei einem erfindungsgemäßen Kompressor zum Verdichten von in einem Kühlkreislauf zirkulierendem Kältemittel, umfassend

ein ein Gehäuseinneres des Kompressors umschließendes Kompressorgehäuse,
eine Verdichter-Motor-Einheit, welche zumindest einen sich in einem Zylinder bewegenden Kolben sowie einen Motor umfasst,
zumindest ein Federelement, vorzugsweise mehrere Federelemente, über welches Federelement die Verdichter-Motor-Einheit elastisch lagernd an einem Lagerungsbereich des Kompressorgehäuses, vorzugsweise an einem Bodenbereich des Kompressorgehäuses, angebunden ist, sowie
zumindest eine an dem Lagerungsbereich angeordnete Aufnahme für das zumindest eine Federelement, vorzugsweise eine Aufnahme für jeweils ein Federelement, wobei das jeweilige Federelement in der Aufnahme aufgenommen ist, wobei die Aufnahme ein Bodenelement, welches mit dem Lagerungsbereich verbunden ist und von welchem das Federelement in Höhenrichtung absteht, ein Mantelelement, welches Mantelelement das Federelement hülsenförmig umgibt, sowie ein durch das Bodenelement und das Mantelelement begrenztes Aufnahmevolumen aufweist, um im Betrieb des Kompressors ein Ansammeln von Schmiermittel in dem Aufnahmevolumen zu ermöglichen, sodass ein in dem Aufnahmevolumen angeordneter Abschnitt des Federelementes von Schmiermittel umhüllt ist,

Während des Betriebs des Kompressors, in welchem der Kompressor bestimmungsgemäß zur Verdichtung von Kältemittel betrieben wird, bildet sich der Schmiermittelsumpf im Gehäuseinneren, genauer gesagt im Bodenbereich des Gehäuseinneren, aus. Meist mittels einer Kurbelwelle, die von dem Motor der Verdichter-Motor-Einheit zwecks Verdichtung von Kältemittel angetrieben wird und abschnittsweise in den Schmiermittelsumpf hinein ragt, wird Schmiermittel auf an sich bekannte Weise aus dem Schmiermittelsumpf in Richtung der Verdichter-Motor-Einheit gefördert, um unter anderem etwa einen Kurbelzapfen der Kurbelwelle, ein Pleuel, welches eine Wirkverbindung zwischen Kolben und Kurbelzapfen herstellt, ein Lager, in welchem die Kurbelwelle gelagert ist, und/oder eine Zylinderwand des Zylinders zu schmieren. In weiterer Folge fließt das Schmiermittel von der Verdichter-Motor-Einheit ab und wird so wiederum dem Schmiermittelsumpf zugeführt.
Durch die erfindungsgemäße Aufnahme, welche das jeweils zugeordnete Federelement zwecks Anbindung desselben an das Kompressorgehäuse, insbesondere an den Lagerungsbereich des Kompressorgehäuses, abschnittsweise in sich aufnimmt, wird es ermöglicht, den Spiegel des Schmiermittels jeweils im Bereich des Federelementes zu erhöhen, ohne dafür den Spiegel des Schmiermittelsumpfes insgesamt erhöhen zu müssen. Das während des Betriebs im Gehäuseinneren vorhandene Schmiermittel kann somit zur Dämpfung der Federelemente verwendet werden.
Dies geschieht insbesondere durch das Mantelelement der Aufnahme, welches Mantelelement ein Abfließen von Schmiermittel, das sich in dem Aufnahmevolumen der Aufnahme gesammelt hat, aus der Aufnahme in den Schmiermittelsumpf zumindest weitestgehend unterbindet. Ein Abfließen von Schmiermittel aus der Aufnahme ist in diesem Sinne "weitestgehend" unterbunden, wenn der Dichtheitsgrad der Aufnahme sicherstellt, dass ein etwaiger Abfluss von Schmiermittel aus der Aufnahme, beispielsweise durch Porositäten im Wandelement, nicht größer ist als der stetige Zufluss von Schmiermittel in die in Richtung der Verdichter-Motor-Einheit offene Aufnahme, welcher Zufluss durch das im Betrieb des Kompressors im Gehäuseinneren herumspritzende und von der Verdichter-Motor-Einheit abfließende Schmiermittel bedingt wird. So verbleibt Schmiermittel, welches von der Verdichter-Motor-Einheit des Kompressors abtropft bzw. abläuft und sich in dem Aufnahmevolumen der Aufnahme sammelt, zunächst im Inneren der Aufnahme und wird durch das Mantelelement der Aufnahme daran gehindert, das Aufnahmevolumen in Richtung des Schmiermittelsumpfes zu verlassen. Da die Aufnahme die Sumpfhöhe des Schmiermittelsumpfes mit ihrem Mantelelement in Höhenrichtung überragt, ist der Spiegel des Schmiermittels, jeweils bezogen auf einen gemeinsamen Bezugspunkt, innerhalb des Aufnahmevolumens der Aufnahme ein deutlich höherer als im Schmiermittelsumpf.
Dieser im Bereich der Federelemente erhöhte Spiegel des viskosen Schmiermittels (und Öls) sorgt dafür, dass der eingangs beschriebene dämpfende Effekt des Schmiermittels optimal genutzt werden kann, da ein wesentlich größerer Höhenabschnitt der Federelemente unter Schmiermittel gesetzt werden kann, als bei bekannten Kompressoren, bei welchen die Höhe des Schmiermittelsumpfes durch die ebenfalls eingangs genannten Faktoren, insbesondere durch die Anordnung der Verdichter-Motor-Einheit, limitiert ist. Dadurch kann im Falle von Auslenkung, Komprimierung oder Ausdehnung der Federelemente eine optimale Dämpfung der Federelemente erzielt und die durch die Vibrationsübertragung der Federelemente hervorgerufene Lärmemission deutlich reduziert werden. Zudem werden etwaige Kollisionen zwischen der Aufnahme und der Verdichter-Motor-Einheit, genauer zwischen dem Federhalter der Aufnahme und einem weiteren Federhalter der Verdichter-Motor-Einheit, welcher weitere Federhalter der Befestigung des jeweiligen Federelementes an der Verdichter-Motor-Einheit dient und abschnittsweise in das Federelement hineinragt, durch einen zwischen diesen Teilen liegenden Schmiermittelfilm gedämpft.
Durch eine radiale Beabstandung aller weiteren Federwindungen von dem Mantelelement der Aufnahme außer in Höhenrichtung betrachtet erster Federwindungen des jeweiligen Federelementes, welche ersten Federwindungen durch die dem Lagerungsbereich nächstgelegene eine, zwei oder drei Federwindungen des Federelementes ausgebildet sein können, ist sichergestellt, dass das jeweilige Federelement zumindest im Bereich seiner weiteren Federwindungen an seiner Außenseite ringsum von Schmiermittel umgeben ist. Dadurch wird der oben beschriebene Dämpfungseffekt weiter verstärkt. Dabei befinden sich sowohl die ersten Federwindungen als auch die weiteren Federwindungen des Federelementes in einem Betriebszustand des Kompressors in dem Aufnahmevolumen der Aufnahme, wobei in diesem Betriebszustand lediglich die Gewichtskraft der Verdichter-Motor-Einheit auf das zumindest eine Federelement wirkt. Unter radialer Beabstandung der Federwindungen von dem Mantelelement wird dabei jener normal auf die Höhenrichtung stehender Abstand bezeichnet, welcher sich zwischen den Federwindungen, die innerhalb der Aufnahme und somit von dem Mantelelement umgeben sind, und dem Mantelelement erstreckt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kompressors ist es vorgesehen, dass ein minimaler lichter Innendurchmesser des Mantelelementes größer ist als ein maximaler Außendurchmesser des Federelementes, sodass alle innerhalb des Aufnahmevolumens angeordneten Federwindungen des jeweiligen Federelementes von dem Mantelelement der jeweiligen Aufnahme radial beabstandet sind.
In diesem Fall kann das Federelement im Bereich seines gesamten, sich innerhalb der Aufnahme erstreckenden Höhenabschnittes von Schmiermittel umgeben sein. Insbesondere ist es bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kompressors vorgesehen, dass auch die ersten Federwindungen - und somit sämtliche innerhalb der Aufnahme angeordnete Federwindungen - des jeweiligen Federelementes von dem Mantelelement beabstandet sind. Die Bewegung der Feder wird somit, zumindest im Falle kleinerer Amplituden, nicht durch das Mantelelement behindert. Kollisionen zwischen den Federwindungen und dem Mantelelement der Aufnahme werden bei Kompressoren dieser Ausführungsform weitestgehend vermieden. Insbesondere im Zusammenhang mit Aufnahmen, die starr, beispielsweise aus Metall, ausgebildet sind, kann dadurch eine deutliche Lärmreduktion erreicht werden.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kompressors ist es vorgesehen, dass in dem besagten Betriebszustand des Kompressors, in welchem Betriebszustand das zumindest eine Federelement lediglich durch das Gewicht der Verdichter-Motor-Einheit belastet ist, zumindest die ersten drei Federwindungen (21,22), vorzugsweise 50% der Federwindungen, besonders bevorzugt mehr als 70% der Federwindungen, des Federelementes innerhalb des Aufnahmevolumens (32) der jeweiligen Aufnahme (15,16,17,18) liegen.
Dadurch wird sichergestellt, dass das sich in dem Aufnahmevolumen ansammelnde Schmiermittel einen in Relation zu der Höhe des Federelementes für Dämpfungszwecke besonders günstigen Spiegel erreichen kann. Bei der bevorzugten Ausführungsform des Kompressors wird der Schmiermittel-Spiegel im Aufnahmevolumen derart erhöht, dass selbst im Falle vollständiger Komprimierung des Federelementes keine Federwindungen des Federelementes außerhalb der Aufnahme - und somit außerhalb des Schmiermittels - miteinander kollidieren. Sämtliche stattfindenden Kollisionen zwischen Federwindungen werden somit durch das in der Aufnahme vorhandene Schmiermittel gedämpft. Dadurch wird eine zusätzliche Reduktion der Lärmemission erreicht.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass zumindest zwei der innerhalb des Aufnahmevolumens liegenden Federwindungen des jeweiligen Federelementes voneinander beabstandet sind, sodass sich zwischen ihnen ein Federweg erstreckt.
Dadurch kann der durch das Schmiermittel erzielte Dämpfungseffekt noch effizienter genutzt werden.
Besonders bevorzugt ist das Federelement im besagten Betriebszustand des Kompressors mindestens bis zu einem und einschließlich eines Übergangsbereiches zwischen aktiven und passiven Federwindungen innerhalb des Aufnahmevolumens angeordnet. Dabei werden die nicht beabstandeten Federwindungen als passiv und die voneinander beabstandeten Federwindungen als aktiv aufgefasst.
Da der durch das im Betriebszustand des Kompressors im Aufnahmevolumen befindliche Schmiermittel hervorgerufene Dämpfungseffekt in diesem Übergangsbereich am stärksten ausfällt, wird bei solchen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Kompressors eine verstärkte Dämpfung erreicht.
Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kompressors ist es vorgesehen, dass die Aufnahme einen in Höhenrichtung von der Aufnahme abstehenden stiftartigen Federhalter aufweist, über welchen Federhalter das Federelement mit seiner Innenseite unter Kraftschluss mit der Aufnahme verbunden ist.
Durch den Federhalter der Aufnahme, welcher üblicherweise als Befestigungsbolzen mit sich in Höhenrichtung verjüngendem Durchmesser ausgeführt ist, wird ein besonders einfaches und zugleich zuverlässiges Befestigen des Federelementes an der Aufnahme - und somit an dem Lagerungsbereich - ermöglicht. Insbesondere wenn das Federelement als Schraubenfeder ausgebildet ist, kann eine besonders einfache und zuverlässige Fixierung des Federelementes an der Aufnahme durch Aufschieben der Schraubenfeder auf den Federhalter erreicht werden, sofern der Durchmesser des Federhalters auf einen Innendurchmesser der Schraubenfeder abgestimmt ist. Dabei kann der Federhalter einstückig mit einem Bodenelement und dem Mantelelement der Aufnahme ausgeführt sein und mit einem hohlen Innenabschnitt auf eine im Bodenbereich angeordnete Erhebung des Kompressorgehäuses aufgestülpt sein, um die Aufnahme an dem Kompressorgehäuse zu befestigen. Alternativ kann die Aufnahme in ihrem einstückig mit dem Mantelelement ausgebildeten Bodenelement eine Ausnehmung aufweisen, durch welche Ausnehmung ein stiftartiger, von dem Bodenbereich in Höhenrichtung abstehender Teil des Kompressorgehäuses hindurch in die Aufnahme hinein ragt. Die Ausnehmung ist in einem solchen Fall derart auf den abstehenden Teil des Kompressorgehäuses abgestimmt, dass ein Auslaufen von Schmiermittel aus der Aufnahme in jenem Bereich, in dem der abstehende Teil und die Ausnehmung einander kontaktieren, nicht möglich bzw. weitestgehend unterbunden ist.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann das Bodenelement durch den Lagerungsbereich des Kompressorgehäuses ausgebildet sein.
Besonders bevorzugt ist eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kompressors, bei welcher Ausführungsform das Mantelelement den Federhalter der Aufnahme in Höhenrichtung überragt.
Dadurch wird eine Maximierung des Aufnahmevolumens der Aufnahme für Schmiermittel erreicht, sodass das Aufnahmevolumen mehrere Federwindungen aufnehmen kann.
Um denjenigen Anteil der Lärmemission, welcher der Kollision zwischen dem ausgelenkten Federelement und dem Mantelelement der Aufnahme zuzurechnen ist, zu reduzieren, ist es bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass das Mantelelement der Aufnahme elastisch ausgebildet ist.
Besonders vorteilhaft ist es in diesem Zusammenhang, wenn, wie bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kompressors vorgesehen, zumindest das Mantelelement, vorzugsweise jedoch die gesamte Aufnahme, aus einem Elastomer, besonders bevorzugt aus einem Fluorelastomer, gefertigt ist. Dieses Material führt zu einer erhöhten Lebensdauer der Aufnahme, die während des Betriebszustandes des Kompressors dauerhaft besonders hohen Temperaturen und dem Schmiermittel selbst ausgesetzt ist.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kompressors ist es vorgesehen, dass ein lichter Innendurchmesser des Mantelelementes in Höhenrichtung betrachtet monoton anwächst, nämlich der lichte Innendurchmesser im Sinne einer monoton steigenden Funktion der Höhenrichtung anwächst.
Einerseits wird durch diese Maßnahme das Aufnahmevolumen der Aufnahme, in welchem sich Schmiermittel sammeln und zur Dämpfung des Federelementes beitragen kann, weiter erhöht. Andererseits wird dadurch der Tatsache Rechnung getragen, dass die Amplitude der Auslenkung des Federelementes mit der Höhenrichtung zunimmt. Es wird somit sichergestellt, dass das Federelement selbst bei extremen Auslenkungen des Federelementes, beispielsweise während des Start-/Stop-Vorganges der Verdichter-Motor-Einheit des Kompressors, das Mantelelement nicht kontaktiert. Damit einher geht wiederum die Reduktion desjenigen Anteils der Lärmemission, welcher der Kollision zwischen dem ausgelenkten Federelement und dem, beispielsweise aus Metall gefertigten, Mantelelement der Aufnahme geschuldet ist.
Insbesondere vorteilhaft kann es sein, wenn das das Federelement und gegebenenfalls den Stifthalter hülsenförmig umgebende Mantelelement der Aufnahme an seinem von dem Kompressorgehäuse abgewandten Endbereich stark nach außen hin gekrümmt ist. Um die mit einem derart ausgebildeten Mantelelement einhergehende Volumenvergrößerung der Aufnahme zu erreichen, ist es bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kompressors vorgesehen, dass das Mantelelement, in einem parallel zur Höhenrichtung verlaufenden Querschnitt betrachtet, zumindest abschnittsweise die Form eines Kreisbogens aufweist, wobei ein zu diesem Kreisbogen korrespondierender Kreis seinen Mittelpunkt außerhalb der Aufnahme hat.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kompressors ist es vorgesehen, dass das Mantelelement einen ersten Höhenabschnitt und einen zweiten Höhenabschnitt aufweist, wobei sich der erste Höhenabschnitt und der zweite Höhenabschnitt jeweils in Höhenrichtung erstrecken, wobei ein erster lichter Innendurchmesser des Mantelelementes im Bereich des ersten Höhenabschnittes konstant ist und wobei der zweite Höhenabschnitt des Mantelelementes eine Durchmessererweiterung aufweist.

KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnungen sind beispielhaft und sollen den Erfindungsgedanken zwar darlegen, ihn aber keinesfalls einengen oder gar abschließend wiedergeben.
Dabei zeigt:

Fig. 1: eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen Kompressors
Fig. 2: eine Detailansicht aus Fig. 1
Fig. 3: eine Ausführungsvariante einer erfindungsgemäßen Aufnahme samt Federelement
Fig. 4: eine Aufsicht auf den Gehäuseboden des Kompressors aus Fig. 1 mit vier Aufnahmen und zugeordneten Federelementen

WEGE ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

Fig. 1 zeigt einen Kältemittelkompressor in einer Schnittansicht, wobei der Schnitt durch das Kompressorgehäuse 1 des Kompressors verläuft. In einem von dem Kompressorgehäuse 1 umgebenen Gehäuseinneren 2 ist eine Verdichter-Motor-Einheit 4 angeordnet, welche zunächst einen Motor 8 sowie einen Zylinder 5 zur Verdichtung von Kältemittel umfasst, wobei das Kältemittel über einen Einlass im Kompressorgehäuse 1 in das Gehäuseinnere 2 einströmen kann.
Eine von dem Motor 8 angetriebene Kurbelwelle 7 steht über ein Pleuel mit einem in dem Zylinder 5 angeordneten Kolben 6 in Wirkverbindung, sodass die Rotation der Kurbelwelle 7 zu einer periodischen Linearbewegung des Kolbens 6 zwischen zwei Totpunkten des Zylinders 5 führt.
An einem als Lagerungsbereich 34 der Verdichter-Motor-Einheit 4 dienenden Bodenbereich des Kompressorgehäuses 1 sind vier Aufnahmen 15, 16, 17, 18 vorgesehen (siehe Fig. 4), von denen in Fig. 1 jedoch nur die Aufnahmen 15 und 16 zu sehen sind. Die Aufnahme 15 ist dabei einstückig gefertigt und umfasst ein den Lagerungsbereich 34 kontaktierendes Bodenelement 28, ein an das Bodenelement 28 anschließendes Mantelelement 20 sowie einen in eine Höhenrichtung 23 von dem Bodenelement 28 abstehenden Federhalter 19. Dabei ist die Aufnahme 15 mit einem Hohlraum des Federhalters 19 auf eine Erhebung 29 des Kompressorgehäuses 1 aufgestülpt, wodurch die Aufnahme 15 unter Kraftschluss mit dem Kompressorgehäuse 1 verbunden ist. Das Mantelelement 20 umschließt den Federhalter 19 und ein sich zwischen dem Federhalter 19 und dem Mantelelement 20 ausbildendes Aufnahmevolumen 32 der Aufnahme 15 umfangseitig bzw. hülsenförmig. Das Mantelelement 20 überragt den Federhalter 19 in Höhenrichtung 23 (siehe auch Fig. 2).
Fig. 2 ist eine Detailansicht der Aufnahme 15. Dabei ist zu sehen, dass ein Spiegel des Schmiermittels 9 innerhalb des Aufnahmevolumens 32 der Aufnahme 15 deutlich höher ist als in einem Bodenbereich des Kompressorgehäuses 1, wo sich während des bestimmungsgemäßen Betriebs des Kältemittelkompressors ein Schmiermittelsumpf 30 ausbildet, dessen maximale Sumpfhöhe 14 jedoch durch die Position Verdichter-Motor-Einheit 4 begrenzt wird. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass das Mantelelement 20 der Aufnahme 15 die Sumpfhöhe 14 des Schmiermittelsumpfes 30 in Höhenrichtung 23 überragt. Die fünf innerhalb des Aufnahmevolumens 32 angeordneten Federwindungen des als Schraubenfeder ausgebildeten Federelementes 10, welches zwecks Befestigung auf den Federhalter 19 der Aufnahme 15 aufgeschoben und dort unter Kraftschluss fixiert ist, sind somit von Schmiermittel 9 umgeben, wodurch eine Dämpfung der von der Verdichter-Motor-Einheit 4 hervorgerufenen und über das Federelement 10 auf das Kompressorgehäuse 1 übertragenen Vibrationen erreicht wird. Zwecks Befestigung des Federelementes 10 mit der Aufnahme 15 ist das Federelement 10 auf den Federhalter 19 der Aufnahme aufgeschoben und mit diesem unter Kraftschluss verbunden. Analog dazu ist das Federelement 10 über einen weiteren Federhalter 33 der Verdichter-Motor-Einheit 4 mit der Verdichter-Motor-Einheit 4 verbunden.
In Fig. 2 umgibt das Mantelelement 20 den Federhalter 19 der Aufnahme 15 hülsenförmig und hat über seine gesamte Höhe betrachtet denselben lichten Innendurchmesser. In dieser Ausführungsvariante kontaktieren alle innerhalb der Aufnahme 15 angeordneten Federwindungen des als Schraubenfeder ausgebildeten Federelementes 10 das Mantelelement 20. Bei Ausführungsvarianten des Kältemittelkompressors, bei denen die Aufnahmen aus einem Elastomer, vorzugsweise aus einem Fluorelastomer, gefertigt sind, ist dieser Effekt der Lärmreduktion besonders stark ausgeprägt, da dieses Material die dafür notwendige Flexibilität aufweist und außerdem den hohen Temperaturen sowie dem ständigen Kontakt mit Schmiermittel 9 dauerhaft standhält.
Im Gegensatz zu der in Fig. 2 gezeigten Aufnahme 15 stehen in Fig. 3 nur erste Federwindungen 21 des Federelementes 10 - hier: die erste und die zweite Windung - mit dem Mantelelement 20 der in Fig. 3 abgebildeten Aufnahme 15 in Kontakt, sodass weitere Federwindungen 22 des Federelementes 10, welche von dem Lagerungsbereich 34 des Kompressorgehäuses 1 weiter entfernt sind als die ersten Federwindungen 21, von dem Mantelelement 20 der Aufnahme 15 radial beabstandet sind.
Unter radialer Beabstandung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist ein normal auf die Höhenrichtung, also jene Richtung, in die das Federelement 10 und gegebenenfalls der Federhalter 19 von der Aufnahme 15 absteht, stehender Abstand zwischen einer innerhalb des Aufnahmevolumens 32 angeordneten Federwindung und dem in selber Höhe mit der jeweiligen Federwindung angeordneten Abschnitt des Mantelelementes 20 zu verstehen.
Darüber hinaus führt die Beabstandung der weiteren Federwindungen 22 - hier: der dritten, vierten und fünften Windung - von dem Mantelelement 20 zu einer zusätzlichen Reduktion der Lärmemission des Kältemittelkompressors insgesamt, da Geräusche, die durch die Kollision des Federelementes 10 mit dem Mantelelement 20 hervorgerufen werden würden, weitestgehend vermieden werden können.
Das Mantelelement 20 der Aufnahmen 15 aus Fig. 3 weist einen in Höhenrichtung 23 verlaufend angeordneten ersten Höhenabschnitt 25 sowie einen ebenfalls in Höhenrichtung 23 verlaufend angeordneten zweiten Höhenabschnitt 26 auf. Ein erster lichter Innendurchmesser 27 des hülsenförmig ausgebildeten Mantelelementes 20 ist über den gesamten ersten Höhenabschnitt 25 konstant. In seinem zweiten Höhenabschnitt 26 weist das Mantelelement 20 jedoch eine kontinuierlich von dem ersten lichten Innendurchmesser 27 hin zu einem am oberen Ende der Mantelelementes 20 erreichten maximalen lichten Innendurchmesser 31 verlaufende Durchmessererweiterung 24 auf. Dadurch wird sichergestellt, dass das Federelement 10 auch bei hohen Auslenkungen nicht mit dem Mantelelement 20 kollidieren kann.
Fig. 4 zeigt eine Aufsicht auf einen Bodenbereich des Kompressorgehäuses 1. In jeweils einem Lagerungsbereich 34 des Kompressorgehäuses 1 sind die Aufnahmen 15, 16, 17, 18 angeordnet. Jede Aufnahme 15, 16, 17, 18 hält dabei ein Federelement 10, 11, 12, 13 angeordnet. Zusammen bilden die Aufnahmen 15, 16, 17, 18, die gemäß den oben beschriebenen Ausführungsvarianten ausgebildet sein können, und die darin angeordneten Federelemente 10, 11, 12, 13 ein Lagerungssystem 3 für die Verdichter-Motor-Einheit 4 des Kompressors aus.

BEZUGSZEICHENLISTE

1: Kompressorgehäuse
2: Gehäuseinneres
3: Lagerungssystem
4: Verdichter-Motor-Einheit
5: Zylinder
6: Kolben
7: Kurbelwelle
8: Motor
9: Schmiermittel
10,11,12,13: Federelement
14: Sumpfhöhe
15,16,17,18: Aufnahme
19: Federhalter
20: Mantelelement
21: erste Federwindung
22: weitere Federwindungen
23: Höhenrichtung
24: Durchmessererweiterung
25: erster Höhenabschnitt
26: zweiter Höhenabschnitt
27: erster lichter Innendurchmesser
28: Bodenelement
29: Erhebung
30: Schmiermittelsumpf
31: maximaler lichter Innendurchmesser
32: Aufnahmevolumen
33: weiterer Federhalter der Verdichter-Motor-Einheit
34: Lagerungsbereich

Claims

Kompressor zum Verdichten von in einem Kühlkreislauf zirkulierendem Kältemittel, umfassend
- ein ein Gehäuseinneres (2) des Kompressors umschließendes Kompressorgehäuse (1),

- eine Verdichter-Motor-Einheit (4), welche zumindest einen sich in einem Zylinder (5) bewegenden Kolben (6) sowie einen Motor (8) umfasst,

- zumindest ein Federelement (10,11,12,13), vorzugsweise mehrere Federelemente (10,11,12,13), über welches Federelement (10,11,12,13) die Verdichter-Motor-Einheit (4) elastisch lagernd an einem Lagerungsbereich (34) des Kompressorgehäuses (1), vorzugsweise an einem Bodenbereich des Kompressorgehäuses (1), angebunden ist, sowie

- zumindest eine an dem Lagerungsbereich angeordnete Aufnahme (15,16,17,18) für das zumindest eine Federelement (10,11,12,13), vorzugsweise eine Aufnahme (15,16,17,18) für jeweils ein Federelement (10,11,12,13), wobei das jeweilige Federelement (10,11,12,13) in der Aufnahme (15,16,17,18) aufgenommen ist,

- wobei die Aufnahme (15,16,17,18) ein Bodenelement (28), welches mit dem Lagerungsbereich (34) verbunden ist und von welchem das Federelement (10,11,12,13) in eine Höhenrichtung (23) absteht, ein Mantelelement (20), welches Mantelelement (20) das Federelement (10,11,12,13) hülsenförmig umgibt, sowie ein durch das Bodenelement (28) und das Mantelelement (20) begrenztes Aufnahmevolumen (32) aufweist, um ein Ansammeln von Schmiermittel (9) in dem Aufnahmevolumen (32) zu ermöglichen, sodass ein in dem Aufnahmevolumen (32) angeordneter Abschnitt des Federelementes (10,11,12,13) im Betriebszustand des Kompressors von Schmiermittel (9) umhüllt ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Mantelelement (20) eine Sumpfhöhe (14) eines Schmiermittelsumpfes (30), welcher Schmiermittelsumpf (30) sich im Betriebszustand des Kompressors im Gehäuseinneren (2) ausbildet, in Höhenrichtung (23) überragt.
Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein minimaler lichter Innendurchmesser des Mantelelementes (20) größer ist als ein maximaler Außendurchmesser des Federelementes (10,11,12,13).
Kompressor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Betriebszustand des Kompressors, in welchem Betriebszustand das zumindest eine Federelement (10,11,12,13) lediglich durch das Gewicht der Verdichter-Motor-Einheit (4) belastet ist, zumindest die ersten drei Federwindungen (21,22), vorzugsweise 50% der Federwindungen (21,22), besonders bevorzugt mehr als 70% der Federwindungen (21,22), des Federelementes (10,11,12,13) innerhalb des Aufnahmevolumens (32) der jeweiligen Aufnahme (15,16,17,18) liegen.
Kompressor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest zwischen zwei der im besagten Betriebszustand des Kompressors innerhalb des Aufnahmevolumens (32) liegenden Federwindungen (21,22) des jeweiligen Federelementes (10,11,12,13) ein Federweg erstreckt.
Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme (15,16,17,18) einen in Höhenrichtung (23) von der Aufnahme (15,16,17,18) abstehenden stiftartigen Federhalter (19) aufweist, über welchen Federhalter (19) das Federelement (10,11,12,13) mit seiner Innenseite unter Kraftschluss mit der Aufnahme (15,16,17,18) verbunden ist.
Kompressor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Mantelelement (20) den Federhalter (19) der Aufnahme (15,16,17,18) in Höhenrichtung (23) überragt.
Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Mantelelement (20) der Aufnahme (15,16,17,18) elastisch ausgebildet ist.
Kompressor nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das Mantelelement (20), vorzugsweise jedoch die gesamte Aufnahme (15,16,17,18), aus einem Elastomer, besonders bevorzugt aus einem Fluorelastomer, gefertigt ist.
Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein lichter Innendurchmesser des Mantelelementes (20) in Höhenrichtung (23) betrachtet monoton anwächst.
Kompressor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Mantelelement (20) einen ersten Höhenabschnitt (25) und einen zweiten Höhenabschnitt (26) aufweist, wobei sich der erste Höhenabschnitt (25) und der zweite Höhenabschnitt (26) jeweils in Höhenrichtung (23) erstrecken, wobei ein erster lichter Innendurchmesser (27) des Mantelelementes (20) im Bereich des ersten Höhenabschnittes (25) konstant ist und wobei der zweite Höhenabschnitt (26) des Mantelelementes (20) eine Durchmessererweiterung (24) aufweist.
Kompressor nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Mantelelement (20) in einem parallel zur Höhenrichtung (23) verlaufenden Querschnitt betrachtet zumindest abschnittsweise die Form eines Kreisbogens aufweist, wobei ein zu diesem Kreisbogen korrespondierender Kreis seinen Mittelpunkt außerhalb der Aufnahme (15,16,17,18) hat.