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Kältekompressor Die Erfindung bezieht sich auf einen Kältekompressor,
der zusammen mit dem Rotor eines Elektromotors gasdicht innerhalb einer Kapsel angeordnet
ist, welche aus einer dünnwandigen, den Rotor mit möglichst geringem Spiel umschließenden
Haube und aus einem zur Zentrierung und Befestigung des Kompressors dienenden Gehäuse
besteht, das einen nach oben ragenden Gehäusemantel und einen zwischen diesem und
einem erweiterten Gehäusemantel liegenden Übergangsteil aufweist, wobei die Haube
am nach oben ragenden Gehäusemantel befestigt ist. Beim Zusammenbau derartiger Motorkompressoren
muß dafür Sorge getragen werden, daß der zwischen der Haube und dem Rotor notwendige
Luftspalt zur Erzielung eines guten Wirkungsgrades möglichst klein ist.
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Zur erforderlichen gegenseitigen Zentrierung des den Rotor tragenden
Kompressorzylinders und der den Rotor umschließenden Haube hat man bereits vorgeschlagen,
einen feststehenden Teil des Kompressors, vorzugsweise den Kompressorzylinder, mit
einem gleichachsig zur Rotorwelle angeordneten Hals auszubilden, der in einen am
den Kompressor aufnehmenden Gehäuse angebrachten kragenartigen Ansatz hineinragt,
mit dem der Haubenrand unlösbar verbunden ist (s. deutsche Patentschrift 847 452).
Diese Bauweise hat jedoch den Nachteil, daß lediglich die Zentrierung des Kompressorzylinders
im Haubenrand bzw. im kragenartigen Gehäuseansatz vorgenommen wird, wogegen die
Befestigung des Kompressorzylinders weiter unten, und zwar im den Kompressor aufnehmenden
Gehäuse, erfolgt, was zur Folge hat, daß durch die in der Haube und im Gehäuse herrschenden
Drücke und vor allem durch die Wärmespannungen zwischen der aus Chromnickelstahl
bestehenden Haube und dem aus Blech bestehenden Gehäuse ein Verziehen bzw. eine
Lageveränderung zwischen dem Kompressorzy linder samt Rotor und der gasdichten Umkapselung
eintritt. Dadurch kommt es zum Streifen des Rotors an der Innenwandung der Haube.
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Die alleinige Zentrierung des Kompressorzylind.ers am Haubenrand bzw.
im kragenartigen Gehäuseansatz bietet daher keine Gewähr für die Einhaltung eines
geringen Luftspaltes zwischen der Haube und dem Rotor.
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Gemäß einem weiteren Vorschlag zur Herstellung derartiger Kältekompressoren
wird das Gehäuse samt Haube aus einem Stück und dünnwandig ausgeführt und besitzt
an seinem den Kompressor enthaltenden Teil einen Tragring zur Befestigung des radial
vorspringenden Randes einer den Kompressor tragenden Platte, wobei der zum Abschluß
der dem Motor gegenüberliegenden Öffnung des Gehäuses dienende, vom Saug- und Druckrohr
des Kompressors durchsetzte Deckel an einem Randflansch des Gehäuses dicht schließend
angesetzt ist. (s. österreichische Patentschrift 173 46ß). Nach dieser Bauart erfolgt
somit die Zentrierung und Befestigung des Kompressors samt Rotor an einem Tragring,
der im erweiterten unteren Teil des Gehäuses liegt, so daß die rotierenden Massen
des Rotors und der Rotorwelle weit entfernt von ihrer Lagerstelle zu liegen kommen.
Dies ist aber nachteilig, da es bereits bei der geringsten Lageveränderung des Tragringes
gegenüber dem Gehäuse, zufolge der im Gehäuse auftretenden Wärmespannungen und Druckunterschiede,
zum Streifen des Rotors an der Innenwand des die Haube bildenden Gehäuseteiles kommt.
Somit bedingt auch diese Kompressorbauart notgedrungen einen größeren Luftspalt
als zur Erzielung eines guten elektrischen Wirkungsgrades notwendig wäre. Außerdem
ist die Herstellung eines derart hohen, aus Chromnickelstahl bestehenden Gehäuses
aus einem Stück sehr schwierig und teuer; auch vergrößert die Verwendung eines Tragringes
samt Tragplatte die Gesamtkosten des Kompressors in für eine billige Massenproduktion
unerwünschtem Ausmaß.
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Es sind schließlich auch Kältekompressoren bekannt, bei denen die
Haube unmittelbar an der oberen, und zwar waagerechten Abschlußwand des den Kompressorzylinder
umgebenden Gehäuses befestigt ist. Ein Gehäuseübergangsteil, der mit der Haube über
einen nach oben ragenden Gehäusemantel verbunden wäre, ist bei diesen Ausführungen
nicht vorhanden. Der pendelnde Bewegung vollführende Kompressorzylinder ist am Gehäuse
über verschiedene Zwischenteile, so über eine den Kompressorzylinder tragende Ölkammer,
zentriert und auch befestigt, wobei aber die Befestigung keineswegs im Bereich der
Zentrierstelle, d. h. im Bereich des an der Ölkammer vorgesehenen Zentrieransatzes,
bewerkstelligt sein kann,
weil nämlich dort an der oberen Abschlußwand
des Gehäuses die Haube befestigt ist, so daß zur Anbringung weiterer Befestigungsmittel
kein Platz vorhanden ist. Die Befestigung der den Kompressorzylinder tragenden Ölkammer
wäre .höchstens in den peripheren Bereichen der oberen Abschlußwände der ölkammer
und des Gehäuses durchführbar, also in beträchtlicher Entfernung von der Zentrierstelle,
wodurch wieder alle bereits dargelegten Nachteile und Unzukömmlichkeiten auftreten.
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Ziel der Erfindung ist, Zentrierung und Befestigung möglichst an ein
und demselben Ort durchzuführen, also an ein und derselben Stelle zu lokalisieren,
um jedes gegenseitige Verziehen der Teile zu vermeiden und damit den Luftspalt zwischen
Haube und Rotor möglichst klein halten zu können. Erfindungsgemäß wird dies bei
der eingangs genannten Art von Kältekompressoren dadurch erreicht, daß an dem mit
der Haube über den nach oben ragenden Gehäusemantel verbundenen Übergangsteil des
Gehäuses Haltebolzen oder stufenförmige Auspressungen vorgesehen sind, an welchen
ein feststehender Kompressorteil, z. B. der Kompressor-Traglagerflansch oder der
Kompressorzylinder, sowohl zentriert als auch befestigt ist. Die Zentrierung und
die Befestigung des Kompressors erfolgt also an einer gemeinsamen, innerhalb der
gasdichten Kapsel befindlichen Stelle, die noch dazu möglichst nahe bei den rotierenden
Massen des Rotors, des Gegengewichtes usw. gelegen ist, was die Einhaltung eines
besonders kleinen Luftspaltes zwischen Rotor und Haube, trotz der auftretenden Wärmespannungen
und Druckunterschiede in der Kapsel, ermöglicht. Ferner sind die als Befestigungs-
und Zentriermittel verwendbaren Haltebolzen in großen Stückzahlen derart billig,
daß sie die Gesamtgestehungskosten des Kältekompressors nur unwesentlich erhöhen.
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Weitere Erfindungsmerkmale sind der Beschreibung zu entnehmen, die
sich auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele der Erfindung bezieht.
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In den Fig. 1 bis 10 sind die verschiedenen Befestigungsmöglichkeiten
des Kompressors innerhalb der Kapsel im Schnitt dargestellt, und zwar zeigen Fig.
1, 3, 5, 7 und 9 Längsschnitte nach den Linien 1-I, III-III, V-V, VII-VII und IX-IX
der Fig. 2, 4, 6, 8 und 10 und Fig.2, 4, 6, 8 und 10 Querschnitte nach den Linien
II-II, IV-IV, VI-VI, VIII-VIII und X-X der Fig. 1, 3, 5, 7 und 9, wobei in den Längsschnitten
der Kompressor in die Zeichenebene gedreht dargestellt ist und in den Querschnitten
des Statorgehäuses der besseren Übersichtlichkeit halber meist weggelassen bzw.
nur zum Teil eingezeichnet ist.
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Gemäß Fig.l und 2 besteht die den Kältekompressor 14 zusammen mit
dem Rotor 9 eines Elektromotors gasdicht ummantelnde Kapsel aus der Haube 1, dem
Gehäuse 2 und dem Deckel 4. Das Gehäuse 2 der Kapsel ist vorzugsweise konisch erweitert
ausgebildet und setzt sich aus dem nach oben ragenden haubenseitigen Gehäusemantel
2', dem Übergangsteil 2" und dem deckelseitigen, erweiterten Gehäusemantel 2"' zusammen.
Auf der Haube 1 ist der Stator 10 des Elektromotors aufgeschoben, der vorzugsweise
von einem Gehäuse 10' umschlossen ist. Im Übergangsteil 2" des Gehäuses 2 sind in
entsprechenden Bohrungen Haltebolzen 6 durch Schweißung oder Lötung gasdicht befestigt.
An dem im Gehäuseinneren gelegenen Ende der Haltebolzen 6 ist ein Zentrieransatz
6" angebracht, der gemeinsam mit der Innenfläche der Haube l und des haubenseitigen
Gehäusemantels 2' bearbeitet ist und an dem der mit dem Kompressor-Traglagerflansch
7 aus einem Stück bestehende Kompressorzylinder 8 durch Schrauben 5 befestigt ist.
Die Haltebolzen 6 ragen über die Außenfläche des übergangsteiles 2" des Gehäuses
2 hinaus und tragen mittels Laschen 5" das den Stator 10 des Elektromotors umgebende
Gehäuse 10'. Die Laschen 5" sind auf den Haltebolzen 6 durch Schrauben 5' befestigt,
die analog den Schrauben 5 in Gewindebohrungen der Haltebolzen eingeschraubt sind.
Diese Gewindebohrungen sind zur Vermeidung von Gasverlusten nicht durchgehend, sondern
in Sacklöchern ausgeführt. Außerdem besitzen die Haltebolzen 6 auch noch an den
außerhalb des Gehäuses 2 gelegenen Enden einen Zentrieransatz 6"', der zur gemeinsamen
Bearbeitung des innerhalb des Gehäuses 2 gelegenen Zentrieransatzes 6" und der inneren
Mantelfläche der Haube 1 dient.
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Während nun in dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel
die Zentrierung und Befestigung des Kompressorzylinders 8 samt Kompressor-Trag,-lagerflansch
7 am Übergangsteil 2" des Gehäuses 2 über die Haltebolzen 6 indirekt erfolgt, kann,
wie aus den Fig. 3, 4 bzw. 5, 6 ersichtlich ist, der Kompressorzylinder 8 bzw. der
Kompressor=Traglagerflansch 7 auch direkt am Übergangsteil 2" des Gehäuses 2 zentrisch
befestigt sein. Hierfür sind im Übergangsteil stufenförmige Auspressungen 3 vorgesehen,
deren Innenflächen 3' gemeinsam mit den Innenflächen der Haube 1 und des haubenseitigen
Gehäusemantels 2' bearbeitet sind. In diesen Auspressungen 3 wird nach Fig. 3 und
4 der Kompressorzylinder 8 direkt durch Schrauben 5 befestigt, die von außen her
in entsprechende Löcher der Auspressungen 3 eingeführt werden und mittels der Dichtungsringe
12 das Gehäuse gasdicht nach außen hin abschließen. Im Gegensatz zu Fig. 3 und 4
sind die Auspressungen 3 gemäß Fig. 5 und 6 nicht zur Durchführung von Schrauben,
sondern zur Aufnahme von Haltebolzen 6 durchbohrt, die mit einem verjüngten Fortsatz
6' in die Auspressungen 3 von außen .her eingesetzt und mit diesen gasdicht verbunden,
z. B. verschweißt oder verlötet sind. Die in das Gehäuseinnere weisende Stirnfläche
des verjüngten Fortsatzes 6' wird gemeinsam mit jener Innenfläche 3' der Auspressungen
3 bearbeitet (plangedreht), an der der feststehende Kompressorteil, z. B. der Kompressor-Traglagerflansch
7, durch die Schrauben 5 befestigt wird. Da auch die Innenfläche der Haube 1 gemeinsam
mit der Innenfläche 3' der Auspressungen 3 bearbeitet wird, ist die Gewähr für eine
exakte zentrische Lage zwischen der den Rotor 9
tragenden Welle 11 und der
den Rotor 9 umschließenden Haube 1 gegeben.
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Die Ausführungsform nach Fig.7 und 8 unterscheidet sich von der nach
Fig. 5 und 6 dadurch, daß der Haltebolzen 6 mit seinem verjüngten Fortsatz 6' von
innen her in die Löcher der Auspressungen 3 eingesetzt ist und an seinem dem Gehäuseinneren
zugewandten Ende mit einem Zentrieransatz 6" versehen ist. Die Zentrierung und Befestigung
des Kompressor-Traglagerfla.nsches 7 erfolgt somit ausschließlich an den Haltebolzen
6, so daß die Innenfläche der Auspressungen 3 keiner Bearbeitung bedarf. Die gasdichte
Verbindung der Haltebolzen 6 mit den Auspressungen 3 wird dadurch hergestellt, daß
der nach außen vorstehende Fortsatz 6' des Haltebolzens 6 mit der Außenfläche der
Auspressung 3 durch Schweißung oder Lötung verbunden ist.
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In Fig. 7 ist strichliert auch die Möglichkeit angedeutet, dem Zentrieransatz
6" der Haltebolzen 6 eine größere Auflagefläche dadurch zu geben, daß der Ansatz
vom
Gehäuseinneren gesehen, mehr nach außen verlegt ist.
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Nach der aus der linken Seite der Fig. 9 und 10 ersichtlichen Ausführungsform
werden die Haltebolzen 6 in die nicht bearbeiteten Auspressungen 3 eingesetzt und
dortselbst von außen her mittels der Punktschweißmethode befeistigt. Es können jedoch
auch, wie dies nicht eigens dargestellt ist, die Haltebolzen 6 am Übergangsteil
2" direkt angeschweißt sein, wodurch sich die stufenförmigen Auspressungen 3 erübrigen.
Für die Zentrierung des Kompressorzylinders 8 an den Haltebolzen 6 sind Zentrieransätze
6" vorgesehen, während der Kompressor-Traglagerflansch 7 selbst wieder in einer
Ringstufe 7' des Kompressorzylinders 8 zentriert ist.
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Eine der linken Seite der Fig.9 und 10 ähnliche Zentrier- und Befestigungsart
ist aus der rechten Seite ersichtlich, wo die Haltebolzen 6 in den Auspressungen
3 von innen her durch Schweißung oder Lötung befestigt sind. Diese Befestigungsart
gestattet es auch, die Gewindebohrung in den Haltebolzen 6 durchgehend auszuführen.
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Nachdem der Kältekompressor 14 samt Rotor 9 nach einem der angeführten
Ausführungsbeispiele in der aus Haube 1 und Gehäuse 2 bestehenden Kapsel zentriert
und befestigt wurde, wird der untere Rand des deckelseitigen Gehäusemantels 2"'
mit dem abgebogenen Randteil des Deckels 4 in der bei gekapselten Kältemaschinen
an sich bekannten Weise durch eine Schweißnaht verbunden, die zwecks Vornahme von
Reparaturarbeiten durch spanabnehmende Bearbeitung leicht entfernt und nach der
Reparatur am nunmehr unwesentlich verkürzten Rand erneuert werden kann.
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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Ausführungsbeispiele
beschränkt, denn im Rahmen der erfindungsgemäßen Problemlösung sind noch weitere
Möglichkeiten der direkten oder indirekten Zentrierung und Befestigung eines feststehenden
Kompressorteils am Übergangsteil des Gehäuses denkbar. Ferner ist die feste und
gasdichte Verbindung aller Teile der Kapsel (Gehäuse, Haube, Deckel) außer durch
Schweißung auch durch Hartlötung in einer Schutzgasatmosphäre sehr leicht durchführbar,
wobei zum Festschweißen bzw. Löten der verschiedenen Haltebolzen auch mit den einfachsten
Haltevorrichtungen und Lehren das Auslangen. gefunden werden kann, so daß eine sehr
billige Massenfertigung des Kältekompressors möglich ist.