DE3401790A1 - Hubkolbenverdichter - Google Patents
HubkolbenverdichterInfo
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Description
BESCHREIBUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft einen gasdicht gekapselten Hubkolbenverdichter gemäß dem Oberbegriff des
c Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen.
Gasdicht gekapselte Verdichter für Kältemittel werden in sehr verschiedenen Ausführungsformen für die Anwendung
in Wohnräumen und gewerblich genutzten Räumen hergestellt. Bei allen Einsatzformen verlangt man von
den Verdichtern ein zuverlässiges Arbeiten über eine sehr lange Zeitspanne hinweg, innerhalb welcher überhaupt
keine Wartung oder nur geringe Wartungsarbeiten
, p- anfallen sollen, wobei der Betrieb des Verdichters
auch mit so geringen Kosten wie nur möglich erfolgen soll. Um ein zuverlässiges, kostengünstiges und wartungsfreies
Arbeiten eines Verdichters über lange Zeiträume hinweg zu erhalten, zielt man darauf ab, den Verdichter
2Q schon vom Entwurf her mit möglichst wenig Teilen zu
realisieren, welche sich darüber hinaus leicht herstellen und zusammenbauen lassen. Auch auf möglichst
kompakte Bauform des Verdichters wird geachtet.
2g Bei den bekannten Verdichtern läßt insbesondere auch
der Wirkungsgrad zu wünschen übrig, was darauf zurückzuführen ist, daß die für die Abgabe des verdichteten
Kältemittels beim oberen Totpunkt des Kolbens zur Verfügung stehende Zeit begrenzt ist.
Durch die vorliegende Erfindung soll ein Verdichter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so weitergebildet
werden, daß verglichen mit herkömmlichen Verdichtern eine längere Zeitspanne für das Abgeben des komprimierten
Kältemittels aus dem Zylinder zur Verfügung steht.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch einen
Hubkolbenverdichter gemäß Anspruch 1.
Der erfindungsgemäße Hubkolbenverdichter zeichnet sich durch einen sehr einfachen und robusten Nockenantrieb
aus, durch welchen eine erhebliche Verbesserung des Wirkungsgrad des Verdichters erhalten wird, und
zwar auch verglichen mit herkömmlichen Verdichtern, die einen erheblich aufwendigeren Aufbau aufweisen,
z.B. Verdichter mit einem mechanisch aufwendigen Kulissenantrieb. Darüber hinaus wird bei dem erfindungsgemäßen
Verdichter durch den Nockenantrieb die vergrößerte Auslaßzeit unter Verwendung eines Nockenkörpers
erhalten, welcher zugleich als Kolbenbolzen und als Pleuelstange dient und im Inneren einer Öffnung
des Kolbens Aufnahme findet.
Auf diese Weise läßt sich die maximale Größe des Verdichters so herabsetzen, daß sie nicht mehr größer ist
als der Durchmesser des Stators, und dies ermöglicht es, die Einheit in einem verhältnismäßig kleinen zylindrischen
gasdichten Gehäuse unterzubringen. Dadurch, daß der Kolben und die Pleuelstange durch ein einziges
Bauteil gebildet sind, wird auch die Anzahl der benötigten Teile gegenüber bekannten Verdichtern herabgesetzt.
Dies bedeutet auch eine Verminderung der entsprechenden Montagezeit.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand nachgeordneter Ansprüche.
Durch die vorliegende Erfindung wird ein Hubkolbenverdichter mit gasdicht gekapseltem Gehäuse geschaffen,
durch welchen die beim Stand der Technik einander oft widersprechenden Anforderungen in einzigartiger Weise
gleichzeitig erfüllt sind. Beim erfindungsgemäßen Hubkolbenverdichter sind die eigentliche Verdichtereinheit
und der Stator des Antriebsmotors unabhängig
voneinander und direkt von dem außenliegenden gasdichten Gehäuse getragen. Auf diese Weise entfallen getrennte
Tragteile, was ebenfalls den Gesamtaufbau Vereinfacht. Bei der erfindungsgemäßen Verdichtereinheit wird
ferner das gasdichte Außengehäuse dazu verwendet, den Zylinderkopf und die Ventileinheit des Verdichters in
mit dem Verdichtergehäuse zusammengebauten Zustand zu halten, so daß zusätzliche Befestigungsmittel fast vollständig
entfallen können.
Der erfindungsgemäße Hubkolbenverdichter enthält ferner
einen auslaßseitigen Schalldämpfer, dessen Einlaß direkt mit dem Verdichtergehäuse verbunden ist. Auf
diese Weise entfallen getrennte Rohre oder Führungs-5 kanäle für das verdichtete Gas zwischen der Kompressionskammer und dem Schalldämpfer. Der Schalldämpfer stellt
zugleich einen Teil des gasdichten Außengehäuses dar, und da der Verdichter starr von dem Außengehäuse getragen
ist, kann man eine direkte Auslaßverbindung herstellen, über welche komprimiertes Kältemittel anderen
Komponenten der Kälteanlage zugeführt wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Montageverfahren für einen gekapselten
Hubkolbenverdichter werden der Verdichter und der Stator des Antriebsmotors in getrennten Teilen des
Außengehäuses angebracht. Diese Gehäuseteile werden dann präzise positioniert und miteinander derart verbunden,
daß ein sich Verwerfen der Gehäuseteile infolge beim Schweißen entstehender Hitze praktisch ausgeräumt
ist. Bei dem erfindungsgemäßen Montageverfahren wird
auf
auch spezielle Weise eine Zylinderkopfdichtung solcher Dicke ausgewählt, daß ein zwangsweise Abdichtung des Zylinderkopfes und der Ventileinheit zum Verdichtergehäuse beim Einsetzen dieser Bauteile in das Außengehäuse im Preßsitz erhalten wird.
auch spezielle Weise eine Zylinderkopfdichtung solcher Dicke ausgewählt, daß ein zwangsweise Abdichtung des Zylinderkopfes und der Ventileinheit zum Verdichtergehäuse beim Einsetzen dieser Bauteile in das Außengehäuse im Preßsitz erhalten wird.
Um eine ausreichende Zwangsschmierung zu gewährleisten,
ist bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Hubkolbenverdichters
ein Drehschieberventil vorgesehen, durch welche das obere Ende eines in axialer Richtung
verlaufenden ölkanals mit einem im wesentlichen geschlossenen Kurbelwellengehäuse in Verbindung gebracht
werden kann, derart, daß im Inneren des ölkanals ein Druckunterschied aufgebaut wird, durch welchen das
Fließen von Schmiermittel durch den ölkanal unter-
■■Q stützt wird. Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Hubkolbenverdichters steht der ölkanal in ständiger Verbindung mit dem Kurbelwellengehäuse, welches
zum Inneren des gasdichten Außengehäuses hin über öffnungen entlüftet wird, die mit druckempfindlichen Ven-
,C tilen versehen sind. Auf diese Weise unterstützt der
zyklisch auftretende niedere Druck, der durch das Hin- und Herbewegen des Verdichterkolbens erzeugt wird, ein
Fließen von öl durch den in axialer Richtung verlaufenden Schmiermittelkanal.
Der erfindungsgemäße Hubkolbenverdichter zeichnet sich
durch niedere Montagekosten, erhöhte Zuverlässigkeit infolge erheblicher Verminderung der benötigten Teile,
extrem kompakte Bauweise und hohen Wirkungsgrad aus, wie diese Eigenschaften in herkömmlichen Verdichtern vergleichbarer
Größe nicht erhalten werden konnten.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
In dieser zeigen:
Figur 1 einen vertikalen Schnitt durch einen gasdicht gekapselten Kältemittelverdichter;
Figur 2 einen Schnitt durch den Verdichter nach
Figur 1 längs der dortigen Schnittlinie 2 - 2;
Figur 3
einen Schnitt durch den Verdichter nach Figur 1 längs der dortigen Schnittlinie
3-3;
Figur 4
einen Schnitt durch den Verdichter nach Figur 1 längs der dortigen Schnittlinie
4-4;
Figur 5
Figuren 6
bis 13
bis 13
eine perspektivische Ansicht des Kolbens des Verdichters von Figur 1;
schematische Darstellungen, welche aufeinanderfolgend verschiedene Ärbeitsphasen
im Zyklus einer Antriebseinheit für den Kolben des Verdichters nach Figur 1 zeigen;
Figur 14
Figur 15
eine graphische Darstellung, in welcher der Kolbenweg ausgedrückt als Prozentsatz
des Kolbenhubes in Abhängigkeit vom Drehwinkel der Kurbelwelle für die Kolben-Antriebseinheit
des Verdichters nach Figur 1 und für andere herkömmliche Antriebseinheiten gezeigt .ist;
einen Teilschnitt durch den oberen Abschnitt der Kurbelwelle des Verdichters
nach Figur 1;
Figur 16
eine graphische Darstellung, in welcher die Druckänderungen im Inneren des Kurbelwellengehäuses
des Verdichters von Figur 1 gezeigt sind, welche sich aus dem Hin- und Herbewegen des Kolbens ergeben;
Figur 17 eine auseinandergezogene Aufsicht auf
einen Teil der Kompressoreinheit nach Figur 1, anhand derer ein Verfahren zur
Auswahl einer Zylinderkopfdichtung erläutert wird;
Figur 18 eine auseinandergezogene Darstellung
eines Teils der Verdichtereinheit nach Figur 1, anhand welcher ein Verfahren
zum Zusammenbau des oberen Teiles der
Einheit erläutert wird;
Figur 19 eine auseinandergezogene Darstellung
der Verdichtereinheit nach Figur 1, anhand
welcher ein Verfahren zum Zusammen
bauen einer oberen und einer unteren Untereinheit erläutert wird;
Figur 20 eine auseinandergezogene Schnittansicht eines Teils der Verdichtereinheit nach
Figur 1, anhand welcher der Zusammenbau eines integrierten Schalldämpfers
für das komprimierte Gas erläutert wird;
Figur 21 einen Teil-Längsschnitt durch einen abgewandelten Verdichter mit anderen Mitteln
zum Entlüften des Kurbelgehäuses; und
Figur 22 ein vergrößerter Teilschnitt längs der
Linie 22 - 22 von Figur 21, in welchem Einzelheiten der Entlüftungseinrichtung
für das Kurbelgehäuse gezeigt sind.
Zunächst wird insbesondere auf die Figuren 1 bis 15 der Zeichnung Bezug genommen, in welchen einen gasdicht
gekapselte Motor/Verdichtereinheit insgesamt mit 10 bezeichnet ist.
Die Motor/Verdichtereinheit 10 umfaßt ein gasdicht verschlossenes
aus mehreren Gehäuseteilen zusammengesetztes Außengehäuse 12, in welchem unabhängig voneinander ein
Verdichter 14 und der Stator 16 eines Motors gehaltert ,Q sind, zu welchem noch ein Rotor 18 gehört. Letzterer
ist antriebsschlüssig mit dem Verdichter 14 verbunden.
Das mehrteilige Außengehäuse 12 hat einen im wesentlichen zylindrischen gestreckten oberen Gehäuseteil 20
je und einen gestreckten, im wesentlichen zylindrischen
unteren Gehäuseteil 22. Die beiden Gehäuseteile 20,22 sind an der Stoßstelle mit im wesentlichen nach außen
verlaufenden Flanschen 24,26 versehen, über welche sie aneinander anstoßend miteinander verbunden sind. Am
unteren Ende des unteren zylindrischen Gehäuseteils 22 ist ein Boden 28 befestigt, welcher mit einer Mehrzahl
in Umfangsrichtung in Abstand aufeinanderfolgender Befestigungsfüße
30 versehen ist. Letztere sind an dem Boden 28 angeformt und verlaufen im wesentlichen in
radialer Richtung nach außen von diesem weg.
Am oberen Ende des oberen zylindrischen Gehäuseteils 20 ist ein der Förderseite des Verdichters nachgeschalteter
Schalldämpfer 32 befestigt, welcher zugleich das obere Ende des Außengehäuses 12 verschließt. Der Schalldämpfers
3 2 weist ein ringförmiges geformtes oberes Dämpferteil 34 auf, welches eine äußere in Umfangsrichtung
verlaufende Wand 3 6 und eine innenliegende in Umfangsrichtung verlaufende Wand 38 aufweist. Die Wände
36 und 38 sind überlappend mit einer radial innenliegenden Wand 4 0 bzw. einer radial außenliegenden Wand
42 eines unteren Dämpferteiles 44 verbunden, so daß man dazwischen einen torusförmigen schalldämpfenden
Raum 46 erhält. Ein bogenförmiges Leitblech 48 hat im wesentlichen die Querschnittsform eines auf dem Kopf
stehenden U und ist im Inneren des Dämpferraumes 46 so angeordnet, daß es zwei unter Abstand angeordnete
Einlaßöffnungen 50 und 52 überdeckt, die mit dem vom Verdichter abgegebenen Gas beaufschlagt sind. Zur Befestigung
des Leitbleches 48 dienen mehrere Gewindebolzen 54.
Wie am besten aus Figur 1 ersichtlich, dienen die Gewindebolzen 54 zugleich zum Befestigen des unteren
Dämpferteiles 14 am Verdichter 14. Der Verdichter 14 hat ein Hauptgehäuse 56, welches zum Teil durch unter
Abstand angeordnete, im wesentlichen kreisförmige flanschförmige Wände 58,60 begrenzt ist, die ihrerseits
durch zwei im wesentlichen parallele spiegelbildliche
verbunden sind, in Sehnenrichtung verlaufende Seitenwände 62,64/sowie
eine Zylinderwand 66, welche sich im wesentlichen senkrecht dazwischenerstrecken.
Wie Figur 4 zeigt, hat die Zylinderwand 66 kreisbogenförmige Oberflächen 68,70 bei ihren gegenüberliegenden
Enden, welche formschlüssig an der Innenseite des oberen Gehäuseteils 20 anliegen und zusammen mit der unteren
Wand 6 0 und dem unteren Dämpferteil 44 des Schalldämpfers 32 ein im wesentlichen geschlossenes Kurbelgehäuse vorgeben.
Durch die Zylinderwand 6 6 erstreckt sich eine Zylinderbohrung 72, und dieser diametral gegenüberliegend
ist in koaxialer Lage eine vergrößerten Durchmesser aufweisende Führungsbohrung 74 vorgesehen, welche durch
die Seitenwände 62,64 sowie die obere Wand 58 und die untere Wand 60 begrenzt ist.
Die untere flanschförmige Wand 60 hat einen im wesentlichen kegelförmigen herabhängenden Wandabschnitt 76, welcher
eine Durchgangsbohrung 78 aufweist. In letzterer
findet eine mehrfach abgesetzte gestreckte Lagerhülse 80-Aufnahme,
in welcher eine Kurbelwelle 82 drehbar gelagert ist. Wie Figur 1 zeigt, hat die Lagerhülse 80 eine Axialdrucklagerschulter
84, an welcher eine auf der Kurbelwelle 82 ausgebildete Ringschulter 86 anliegt. Eine verhältnismäßig
großen Durchmesser aufweisende Öffnung 88 erstreckt sich durch die flanschförmige obere Wand 58. Die Öffnung
88 ist koaxial zur Durchgangsöffnung 78 und nimmt ein Gegengewicht 90 so auf, daß es sich in ihr drehen kann.
Das Gegengewicht 90 ist im Preßsitz auf eine Verlängerung der Kurbelwelle 82 aufgesetzt.
In der Zylinderbohrung 72 ist ein Kolben 94 hin- und herbewegbar. Er hat einen angeformten Antriebsabschnitt unregelmäßiger
Geometrie, über welchen die Antriebsverbindung zwischen Kolben 94 und Kurbelwelle 8 2 hergestellt
wird. Zu diesem Antriebsabschnitt des Kolbens 94 gehören zwei im wesentlichen parallel zueinander verlaufende
gestreckte unter Abstand angeordnete Seitenwände 96,98, deren außenliegende Oberflächen derart zylindrisch geformt
sind, daß sie auf die Seitenwand der vergrößerten Durchmesser aufweisenden Führungsbohrung 74 im Hauptgehäuse
56 passen. Auf diese Weise wird der Kolben 9 4 in seitlicher Richtung abgestützt und für seine Hin- und
Herbewegung geführt. Zwei gekrümmte Arme 100,102 erstrecken sich zwischen den beiden Seitenwänden 96,98
nach hinten sowie nach oben bzw. unten. Die außenliegenden Oberflächen der gekrümmten Arme 100,102 haben ebenfalls
zylindrische Gestalt und passen formschlüssig auf die Seitenwände der vergrößerten Durchmesser aufweisenden
Führungsbohrung 74. Auf diese Weise wird eine zusätzliche Abstützung und Führung des Kolbens 94 bei seiner
Hin- und Herbewegung erhalten. Zwischen den Seitenwänden 96 und 9 8 erstreckt sich ferner in der Mitte zwisehen
den Armen 100 und 102 liegend ein streifenförmiger
Lagerschalenabschnitt 104, welcher zusammen mit den Sei-
tenwänden 96 und 98 ein verhältnismäßig großen Durchmesser aufweisendes Lager 106 bildet, über welches die Antriebskraft
von der Kurbelwelle 82 auf den Kolben 94 übertragen wird. Der streifenförmige Lagerschalenabschnitt
104 kann verhältnismäßig schmal sein, um so das Gewicht des Kolbens 94 klein zu halten. Hierdurch wird
der störungsfreie Betrieb nicht gefährdet, da sich der Lagerschalenabschnitt 104 längs der unbelasteten Seite
des Antriebsabschnittes erstreckt. Ähnlich lassen sich IQ auch die Querschnitte der Arme 100 und 102 erheblich
kleiner wählen als diejenigen der Seitenwände 96 und 98, da vertikal gerichtetes seitlichen Belastungen des Kolbens
94 verhältnismäßig klein sind.
Eine Ventilplatteneinheit 108 und ein Zylinderkopf 110
sind das radial außenliegende Ende der Zylinderbohrung 72 überdeckend angebracht. Wie am besten aus Figur 4 ersichtlich
ist, hat die radial außenliegende Oberfläche 112 des Zylinderkopfes 110 eine kreisbogenförmige Gestalt,
welche komplementär zur Form des oberen Gehäuseteils 20 ist. Der Zylinderkopf 110 ist somit so konstruiert,
daß er sicher gegen das Verdichtergehäuse 56 gehalten wird, ohne daß hierzu getrennte Befestigungsmittel notwendig
wären. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, erstreckt sich die Ventilplatteneinheit 108 ferner in
Sehnenrichtung zwischen den Seitenwänden des Gehäuseteils 20. Zusammen mit dem Zylinderkopf 110 verhindert sie
nennenswerte Leckströme zwischen dem Kurbelgehäuse und dem unteren Innenraum des Außengehäuses 12. Im Zylinderkopf
112 ist eine Ansaugkammer 114 ausgebildet, die über eine öffnung in ihrem unteren Ende mit dem Motorabteil
der Motor/Verdichtereinheit 10 kommuniziert. Auf diese Weise gelangt angesaugtes Gas vom unteren Teil
des Außengehäuses 12 in die Zylinderbohrung 72. Der Zylinderkopf 110 hat ferner eine Auslaßkammer 116, welche
mit dem aus der Zylinderbohrung 72 abgegebenen Gas
beaufschlagt ist und dieses über die Einlaßöffnungen 50
und 52 zum Schalldämpfer 3 2 führt. Es versteht sich,daß die Ventilplatteneinheit Steueröffnungen und Ventilverschlußteile
aufweist, welche den Fluß des Arbeitsgases in die Zylinderbohrung 7 2 hinein und aus dieser heraus
steuern.
Die Geometrie und die Abmessungen des Stators 16 des Antriebsmotors
sind so gewählt, daß der Stator durch Einpressen oder Wärmeschrumpfen in den unteren Gehäuseteil
22 einmontiert ist und ausschließlich vom letzteren getragen wird. Der Stator 16 hat hierzu eine im wesentlichen
rechteckige Querschnittsgestalt, wobei Ecken 118 des Rechtecks mit einem Radius derart versehen sind,
daß sie formschlüssig an den Seitenwänden des unteren Gehäuseteils 22 anliegen. Um unzulässig große mechanische
Beanspruchungen und ein mögliches sich Verwerfen des unteren Gehäuseteils 22 aus seiner Sollform zu verhindern,
sind im Umfang des Stators an den Stoßstellen zwischen den mit Radius versehenen Wandabschnitten und
den ebenen Wänden Entlastungskerben 120 vorgesehen. Die hierdurch erhaltenen Räume 122 zwischen Stator 16
und unterem Gehäuseteil 22, die zwischen den mit Radius versehenen Oberflächen 118 liegen, ermöglichen ein Hindurchbewegen
angesaugten Gases durch diese Räume und damit um den Stator 16 herum, so daß der Motor durch das
über einen Einlaßstutzen 124 angesaugtes Gas gekühlt wird, welches in den unteren Gehäuseteil 22 gelangt.
Wie oben im einzelnen beschrieben, enthält somit die Motor/Verdichtereinheit 10 einen Verdichter 14, der
direkt am und im oberen Gehäuseteil 20 gehaltert und befestigt ist, sowie einen Stator 16 des Antriebsmotors,
welcher direkt tragend im Inneren des unteren Gehäuseteils 22 befestigt ist, wobei diese beiden Untereinheiten
vollständig unabhängig voneinander aufgehängt sind.
21
Zum Antreiben des Verdichters 14 ist der Rotor 18 im Preßsitζ oder durch Wärmeschrumpfen auf das untere Ende der Kurbelwelle 82 aufgesetzt und so im Inneren einer mittigen Bohrung 126 des Stators 16 positioniert.
Zum Antreiben des Verdichters 14 ist der Rotor 18 im Preßsitζ oder durch Wärmeschrumpfen auf das untere Ende der Kurbelwelle 82 aufgesetzt und so im Inneren einer mittigen Bohrung 126 des Stators 16 positioniert.
Zum Antrieb des Verdichters 14 wird eine spezielle Nockenantriebseinheit verwendet, welche die vom Antriebsmotor
auf die Kurbelwelle 82 übertragenen Antriebsdrehmomente in eine Hin- und Herbewegung des Kolbens 94
jQ umsetzt. Die speziell ausgebildete Nockenantriebseinheit
ermöglicht es, daß man den Zylinder und den Zylinderkopf des Verdichters innerhalb der im wesentlichen
zylindrischen Begrenzungsfläche unterbringen kann, welche durch den Stator des Motors vorgegeben ist; zugleich
^g steht sogar noch eine größere Zeit für das Abführen
des komprimierten Gases zur Verfügung als diejenige, die üblicherweise mit erheblich längere Pleuelstangen aufweisenden
Kolbenantrieben oder Kulissenantrieben für den Kolben erreichen kann. Wie Figur 1 zeigt, trägt die
Kurbelwelle 82 einen Exzenter 128, welcher in einer exzentrischen Antriebsöffnung 130 eines Nockenkörpers
132 Aufnahme findet, der seinerseits in das Lager 106 des Kolbens 94 eingreift.
Das Arbeiten dieser Nockenantriebseinheit ist in den Figuren 6 bis 13 gezeigt und wird anhand derselben erläutert.
Beim Betriebszustand nach Figur 6 befindet sich der Kolben 94 bei seinem unteren Totpunkt. In dieser
Stellung fluchten die Drehachse des Nockenkörpers 132,die Achse 136 des Exzenters 128 der Kurbelwelle und
die Drehachse 138 der Kurbelwelle 82 alle mit der Achse der Bewegung des Kolbens 94, wobei die Drehachse 134 des
Nockenkörpers 132 am weitestens von der Zylinderbohrung
72 entfernt ist und die Exzenterachse 136 zwischen der Drehachse 134 des Nockenkörpers 132 und der Achse 138
der Kurbelwelle 8 2 liegt. Wird die Kurbelwelle 82 im
Uhrzeigersinne gedreht, so wird die Achse 136 des Exzenters 128 der Kurbelwelle in seitlicher Richtung aus der
fluchtenden Lage herausbewegt. Da der Nockenkörper 132 sich wegen der Führung des Kolbens 9 4 nicht in seitlieher
Richtung bewegen kann, wird er zunächst entgegen dem Uhrzeigersinne gedreht, um diese seitliche Verlagerung
des Exzenters 128 der Kurbelwelle aufzunehmen. Wird die Kurbelwelle 82 weiterhin im Uhrzeigersinne gedreht,
so dreht sich der Nockenkörper 132 solange entgegen dem Uhrzeigersinne, bis die maximale seitliche Auslenkung
der Achse 136 des Exzenters 128 der Kurbelwelle erreicht worden ist. Dieser Zustand ist in Figur 8 wiedergegeben
und stellt sich nach einer Drehung um 90° aus dem unteren Totpunkt des Kolbens heraus ein. Zu diesem Zeitpunkt
ändert der Nockenkörper 132 seine Drehrichtung und beginnt sich im Uhrzeigersinne zu drehen, da nun die seitliche
Auslenkung der Achse 136 des Exzenters 128 abnimmt. Damit laufen sowohl der Exzenter 128 der Kurbelwelle
als auch der Nockenkörper 132 solange in der gleichen Richtung um, bis die entgegengesetzte maximale seitliche
Auslenkung der Achse 136 erreicht ist. Dies ist 90° hinter dem oberen Totpunkt der Fall (vgl. Figur 12).
Der momentane Auslenkungswinkel θ des Nockenkörpers 132 hängt von dem Größenverhältnis der beiden Radien R1 und
Rp wie folgt zusammen:
sin θ = R./Rp,
wobei R1 der Radius zwischen der Achse 138 der Kurbelwelle
82 und der Achse 136 des Exzenters 128 und R- der Radius zwischen der Achse 134 des Nockenkörpers 132 und
der Achse 136 des Exzenters 128 ist. Solange R^ größer
als Null ist und R^ kleiner ist als R2 (was zwangsläufig
der Fall ist, da die Achse 136 des Exzenters 128 in der Praxis nicht auf dem Rand des Nockenkörpers 132 ange-
bracht sein kann), so dreht sich folglich der Nockenkörper 132 um weniger als 180°. Um die seitliche Belastung,
die auf den Kolben 94 ausgeübt wird, und damit Reibungsverluste in erträglicher Höhe zu halten, wird
R2 vorzugsweise so gewählt, daß es mindestens gleich
1,75 R1 oder mehr ist.
In Figur 14 ist der Weg des Kolbens als Prozentsatz seines Gesamthubes über dem Drehwinkel der Kurbelwelle
für verschieden ausgebildete Antriebsverbindungen aufgetragen.
Man erkennt, daß die Länge derjenigen Zeitspanne (diese ist direkt proportional zur in Grad ausgedrückten
entsprechenden Winkelspanne der Kurbelwellendrehung), über welche hinweg der Kolben 75 % oder mehr seines maximalen
Hubes (100 % entspricht dem oberen Totpunkt) zurückgelegt hat, erheblich größer ist als bei einem Antrieb mit verhältnismäßig
kurzer herkömmlicher Pleuelstange. In der Tat ist diese Zeitspanne sogar noch erheblich größer
als sie sich unter Verwendung verhältnismäßig langer Pleuelstangen erhalten läßt oder unter Verwendung der
einfachen harmonischen Bewegung einer Kulissenführung. Der oben im einzelnen beschriebene Nockenantrieb des
Kolbens führt somit dazu, daß ein erheblich größere Zeitspanne zur Verfügung steht, innerhalb welcher das verdichtete
Gas aus der Kompressionskammer verdrängt werden
kann, während immer noch die maximale Abmessung des Verdichters und Kopfes gemessen in Richtung der Bewegung
des Kolbens nicht größer zu sein brauchen als der Durchmesser des Stators des Antriebsmotors. Dies ermöglicht
es, die Größe des zylindrischen gasdichten Außengehäuses 12 sehr klein zu halten.
Zur Schmierung der Motor/Verdichtereinheit 10 ist im
Boden des unteren Gehäuseteils 22 ein ölsumpf 140 vorgesehen, in welchen ein konischer Endabschnitt eines öl-
aufnahmeröhres 142 hineinragt. Das obere Ende des ölaufnahmerohres
142 ist zylindrisch und drehfest mit dem unteren Ende der Kurbelwelle 82 verbunden. Die auf das im
ölaufnahmerohr 142 einwirkenden Zentrifugalkräfte führen
nun in bekannter Weise dazu, daß das Schmiermittel nach oben durch einen in axialer Richtung verlaufenden radial
versetzten ölkanal 144 gepumpt wird, der in der Kurbelwelle 82 ausgebildet ist. In radialer Richtung nach
außen verlaufende Schmierkanäle 146 und 148 stehen mit
IQ dem axialen ölkanal 144 in Verbindung und führen das
Schmiermittel der als Hauptlager dienenden Lagerhülse 80 und der Lagerfläche zwischen dem Exzenter 128 der
Kurbelwelle und dem Nockenkörper 132 zu. Um die Lauffläche zwischen dem Nockenkörper 132 und dem Kolben
zu schmieren, sind zwei in Umfangsrichtung unter Abstand
angeordnete Kanäle 150 und 152 vorgesehen, welche sich durch den Nockenkörper 132 in Auswärtsrichtung erstrecken,
wie Figur 4 zeigt.
Um eine angemessene Schmiermittelversorgung insbesondere an den oberen Nockenlaufflächen zu gewährleisten, ist
ein Entlüftungskanal 154 vorgesehen, welcher sich von der außenliegenden Oberfläche des Exzenters 128 der Kurbelwelle
in radialer Einwärtsrichtung erstreckt, und zwar über die Achse hinweg bis hin zum oberen Ende des
in axialer Richtung verlaufenden ölkanals 144, wobei der Entlüftungskanal 154 dem oberen Ende des Nockenkörpers
132 benachbart ist, jedoch geringfügig unterhalb desselben liegt. Bei der oberen Kante der auf dem Nockenkörper
132 ausgebildeten Lagerfläche ist eine Kerbe vorgesehen, welche sich etwa 180° in Umfangsrichtung erstreckt.
Die Kerbe 156 ist symmetrisch zur Bewegungsachse des Kolbens 9 4 angeordnet und befindet sich auf
der unbelasteten Seite der Lagerfläche (also auf der von der Zylinderbohrung 72 abliegenden Seite). Wir zusammen
mit der Kurbelwelle 8 2 der Exzenter 128 gedreht.
so steht der Entlüftungskanal 154 periodisch in Strömungsverbindung
mit der Kerbe 156, wodurch der in axialer Richtung verlaufende ölkanal 144 innerhalb desjenigen Abschnittes
des Kolbenhubes zum Kurbelgehäuse hin entlüftet wird, innerhalb dessen der Druck im Kurbelgehäuse gleich
oder kleiner ist als der mittlere Kurbelgehäusedruck. Auf diese Weise wird das obere Ende des axialen ölkanals
144 mit verhältnismäßig niederem Druck beaufschlagt,
was das Fließen von Schmiermittel durch den axialen öl-
IQ kanal 144 unterstützt. Da sich der Entlüftungskanal
154 über die Drehachse der Kurbelwelle hinwegerstreckt, ist es unwahrscheinlich, daß Schmiermittel beim normalen
Arbeiten in das Kurbelgehäuse angesaugt wird.
Um ein sich Ansammeln von Schmiermittel im Kurbelgehäuse infolge von Leckströmen aus den Lagern und/oder infolge
Ansaugens von Schmiermittel über den Entlüftungskanal 154 zu verhindern und auch einen unzulässig starken
Druckaufbau im Kurbelgehäuse zu vermeiden, ist in der unteren Wand 60 des Verdichtergehäuses 56 eine Schmiermittelrücklauföffnung
158 vorgesehen. Eine verhältnismäßig flache Vertiefung 160 umgibt das kurbelgehäuseseitige
Ende der Schmiermittelrücklauföffnung 158 und bildet so einen kleinen Sumpf zum Sammeln von Schmiermittel.
Um das Vermischen von Schmiermittel mit dem angesaugten Gas beim Rückführen des Schmiermittels zum Sumpf möglichst
klein zu halten, erstreckt sich von der Schmiermittelrücklauföffnung
158 ein aus Plastikmaterial gefertigtes Rohr 162 nach unten. Das Rohr 162 ist mit einer Kröpfung
versehen, um seinen unteren Abschnitt in Anlage an der Innenseite des oberen Gehäuseteils 20 zu halten und
die unten liegende öffnung des Rohres 162 direkt über einem der Durchgänge bildenden Räume 122 zu positionieren,
welche zwischen dem Stator 16 und dem unteren Gehäuseteil 22 liegen.Wie gezeigt, ist das untere Ende
Zb
des Rohres 162 schräg abgeschnitten, um das zurückgeführte
Schmiermittel noch besser in Richtung auf das zum Außengehäuse 12 gehörende Gehäuseteil 20 zu und vom angesaugten
Gas weg führen zu können.
Die Schmiermittelrücklaufoffnung 158 und das Rohr 162
haben den kleinstmöglichen Durchmesser, der gerade benötigt
wird, um den geforderten Schmiermitteldurchsatz gewährleisten zu können, und auf diese Weise wird ein
minimaler Druckunterschied zwischen dem Kurbelgehäuse und dem unteren Abschnitt des Außengehäuses 12 aufrechterhalten.
Darüber hinaus ist das Rohr 162 verglichen mit seinem Durchmesser verhältnismäßig lang, so daß man
einen verhältnismäßig hohen dynamischen Leckstromwiderstand
erhält.
Nachstehend wird ein Verfahren beschrieben, nach welchem
sich die verschiedenen Bauteile der Motor/Verdichtereinheit 10 rasch und leicht zusammenbauen lassen.
Der erste Schritt beim Zusammenbau der Motor/Verdichtereinheit
10 ist die maschinelle Endbearbeitung des Verdichtergehäuses 56 und des Außendurchmessers der Lagerhülse
80. Hernach wird die Lagerhülse 80 in die Durchgangsöffnung 78 des Verdichtergehäuses 56 eingepreßt.
Anschließend wird der Innendurchmesser der Lagerhülse 80 maschinell so bearbeitet, daß die Endtoleranzen eingehalten
sind und die auf der Lagerhülse ausgebildeten Lagerflächen konzentrisch zum Verdichtergehäuse 56 liegen.
Danach wird der Kolben 94 über die verhältnismäßig großen Durchmesser aufweisende Führungsbohrung 74 des Verdichtergehäuses
in die Zylinderbohrung 72 eingesetzt. Anschließend wird eine Untereinheit, welche die Kurbelwelle 82, den
Nockenkörper 132 und das Gegengewicht 90 umfaßt, über die Öffnung 88 bzw. die Lageröffnung 106 im Verdichter-
gehäuse bzw. im Antriebsabschnitt des Kolbens 94 eingesetzt.
Der nächste Montageschritt besteht darin, daß man die
Ventilplatteneinheit 108 und den Zylinderkopf 110 am Verdichtergehäuse 56 anbringt. Hierzu und um ein möglichst
kleines Wiederausdehnungsvolumen zwischen dem Kolben und der Ventilplatteneinheit zu gewährleisten,
ist es zuerst notwendig, den Kolben 94 in die Mitte des oberen Totpunktes zu stellen. In dieser Stellung
steht der Kolben um eine kleine Strecke P über eine in Figur 17 mit 164 bezeichnete Oberfläche 164 des
Verdichtergehäuses 56 über. Die Strecke P wird dann gemessen und zu dem gewünschten Spiel zwischen der
Oberseite des Kolbens 94 und der Ventilplatteneinheit 108 (üblicherweise größenordnungsmäßig 0,006" (etwa
0,15 mm)) hinzuaddiert. Diese Summe gibt die benötigte Dicke G einer Dichtung 166, welche zwischen dem Verdichtergehäuse
56 und der Ventilplatteneinheit 108 angebracht werden muß.
Nun wird der Durchmesser A des Verdichtergehäuses 56 längs einer Linie gemessen, welche sich im wesentlichen
transversal zur Bewegungsrichtung des Kolbens 94 erstreckt.
Auch die maximale Breite B des Verdichtergehäuses 56 wird in Bewegungsrichtung des Kolbens gemessen. Zu dieser Zahl
B werden die Dicke G der Dichtung 166, die Dicke C der Ventilplatteneinheit 108 und die maximale Dicke D des
Zylinder kopfes 110 hinzuaddiert. Die so erhaltene Summe
(G + B + C + D) wird dann von der Abmessung A abgezogen. Um einen satten Preßsitz zu gewährleisten, macht man
vorzugsweise die Gesamtabmessung des Verdichters 14 in
Bewegungsrichtung des Kolbens etwas größer als den Durchmesser A. Infolgedessen fügt man eine vorgegebene Zahl
von typischerweise 0,006" (etwa 0,15 mm) zu dem Unter-
schied zwischen A und der Summe G + B + C + D hinzu. Das
Ergebnis ist die benötigte Dicke T für die Kopfdichtung . 168, welche zwischen der Ventilplatteneinheit 108 und dem
Zylinderkopf 110 angebracht werden muß.
Nachdem nun die benötigte Dichtungsdicke ausgewählt worden ist, wird die Ventilplatteneinheit auf dem Verdichtergehäuse
angebracht, wobei man zunächst den Ventilstift für das Ansaugventil sowie Positionierstifte
IQ (nicht gezeigt) in entsprechende Öffnungen auf der Oberfläche
164 des Verdichtergehäuses 56 einsetzt. Daniywird die zuvor ausgewählte Ventilplatteneinheit-Dichtung 166
auf das Verdichtergehäuse aufgesetzt und dort durch die Positionierstifte ausgerichtet. Anschließend folgt
dann der Ansaugventilkörper und die Ventilplatteneinheit 108. Ventilstifte für das Auslaßventil, das Auslaßventil
selbst und ein nicht gezeigter Stützkörper werden dann auf der Ventilplatteneinheit 108 montiert, und
dann wird die zuvor ausgewählte Zylinderkopfdichtung 168 angebracht. Nun wird der Zylinderkopf 110 selbst auf
dem Verdichtergehäuse 56 positioniert, und die so erhaltene Einheit wird zusammengeklemmt und im Preßsitz
in das obere Gehäuseteil 22 eingesetzt.
Der Stator 16 wird nun in das untere Gehäuseteil 22 eingepreßt, und die umgekanteten Gehäuseabschnitt können
nun miteinander verbunden werden. Um eine genaue Positionierung der Kurbelwelle 82 genau koaxial zur
Achse der den Rotor aufnehmenden Bohrung des Stators 16 zu gewährleisten, wird in diese Bohrung zwischen Stator
16 und Kurbelwelle 8 2 ein Positionierdorn 170 eingesetzt.
Um eine Einstellmöglichkeit zum Herbeiführen der richtigen Ausfluchtung der Kurbelwelle 82 offenzulassen, kann
ein kleiner Abstand zwischen den einander gegenüberliegenden Flanschen 24 und 26 vorliegen, und zwar über den
gesamten Rand der Gehäuseteile 20,22 hinweg oder nur über einen Teil des Randes. Anschließend werden die
Flansche 24 und 26 bei einander gegenüberliegenden Seiten durch Punktschweißen zusammengeheftet, die An-Ordnung
wird dann um 90° gedreht, und die Flansche 24
und 26 werden noch einmal an einander gegenüberliegenden Stellen durch Punktschweißungen verbunden, so daß nun
die gesamte Einheit in der richtigen Positionierung fest verbunden ist. Die gesamten Ränder der Flansche
,Q 24,26 werden dann miteinander verschweißt.
172 Auf der Kurbelwelle 82 werden dann eine Drucklagerscheibe
und ein zugeordneter Haltering 174 angebracht; anschließend wird der Rotor 18 durch Wärmeschrumpfen auf der Kurbel-2g
welle befestigt. Nun wird das ölaufnahmerohr 142 auf die Kurbelwelle aufgepreßt, und der Boden 28 des gasdichten
Gehäuses 12 wird an das untere Ende des unteren Gehäuseteils 22 angeschweißt.
Als nächstes werden zwei Ringdichtungen 176 und 178 um
eine jede der Einlaßöffnungen 50 und 52 herum angeordnet, welche sich von der oberen Wand 58 des Verdichtergehäuses
56 nach oben hin öffnen. Anschließend wird der untere Dämpferteil 44 des Schalldämpfers 3 2 am Verdichtergehäuse
56 durch eine Mehrzahl von Bolzen 54 befestigt. Dann wird das gelochte Leitblech 48 des Schalldämpfers durch
Muttern 180 angebracht, wonach dann der obere Dämpferteil 34 montiert wird. Anschließend werden dann oberer
und unterer Dämpferteil miteinander verschweißt, wobei zugleich ein Verschweißen mit dem oberen Ende des oberen
Gehäuseteils 22 erfolgt. Die mittigen Abschnitte der Dämpferteile 34 und 44 werden ebenfalls miteinander
verschweißt, wodurch der Zusammenbau abgeschlossen ist.
34CH790
Man erkennt, daß die so erhaltene Motor/Verdichtereinheit extrem kompakt baut und leicht zu montieren ist.
Zu ihrer Realisierung benötigt man nur eine sehr kleine Anzahl von Teilen, und es werden nur drei getrennte Befestigungsmittel
benötigt, um die zusammengebauten Teile zusammenzuhalten.
Die Figuren 21 und 22 der Zeichnung zeigen eine Alternative zu dem oben beschriebenen Drehschieberventil,wel-
^Q ches dazu dient, die ölpumpe beim Zuführen von Schmiermitteln
zu den Lagern zu unterstützen. Bei dieser Ausführungsform hat ein zweiter in axialer Richtung verlaufender
Entlüftungskanal 182 kleineren Durchmesser und als innen liegende Verlängerung des ölkanals 144
!5 ausgebildet. Er erstreckt sich durch die Oberseite
der Kurbelwelle hindurch und öffnet sich nach außen, so daß der ölkanal 144 in ständige Strömungsmittelverbindung
zum Kurbelgehäuse gebracht wird. Um den im Kurbelgehäuse herrschenden Druck beim im Motorabteil
herrschenden Saugdruck oder unter diesem zu halten, sind in der unteren Wand 60 des Verdichtergehäuses 56
zwei öffnungen 184 und 186 vorgesehen, wobei ein druckbetätigtes Flatterventil 188, welches am einen Ende
festgelegt ist, diese öffnungen überdeckt. Bewegt sich der Kolben 94 bei einem Ansaughub nach hinten zum
Kurbelgehäuse, so wird der hierbei erhaltene erhöhte Druck im Kurbelgehäuse über die Öffnungen 184 und 186
abgeführt. Wird anschließend der Kolben 94 beim Kompressionshub vom Kurbelgehäuse wegbewegt, so schließt
das Flatterventil 188, und infolgedessen fällt der Druck
im Kurbelgehäuse ab. Zusätzlich wird etwa im Kurbelgehäuse befindliches überschüssiges öl über die Öffnungen 184
und 186 sowie ein darunterliegendes Leitblech 190 abgeführt, welches das rücklaufende Öl zu dem darunterliegenden
der Kanäle 122 leitet, welche zwischen dem unteren Gehäuseteil 22 und dem Stator 16 liegen. Über diesen
Raum 122 gelangt das überschüssige öl zurück zum Ölsumpf
31
3AO1790
140, wobei das Vermischen des Schmiermittels und des
angesaugten Gases sehr klein gehalten wird. Die Öffnungen 184 und 186 sind verhältnismäßig groß, so daß
man eine große Querschnittsfläche zum Entlüften des Kurbelgehäuses hat, was dann wichtig werden kann, wenn
das Druckentlastungsventil des mit dem komprimierten Gas beaufschlagten Schalldämpfers öffnet und so Gas
von der Förderseite des Verdichters in das Kurbelgehäuse gelangt.
Claims (36)
- PATENTANSPRÜCHE./ Hubkolbenverdichter mit einem Gehäuse, in welchem ein ^11- y Zylinder ausgebildet ist, und mit einem im Zylinder durch eine Kurbelwelle hin- und herbewegbaren Kolben, welcher einen Kopfabschnitt und einen diesem gegenüberliegenden Antriebsabschnitt aufweist, welcher sich vom Kopfabschnitt in Auswärtsrichtung wegerstreckt und mit einer Durchgangsöffnung versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Durchgangsöffnung (106) des Antriebsabschnittes (96-104) des Kolbens (94) ein Nockenkörper (132) angeordnet ist, welcher mit einer exzentrischen durchgehenden Antriebsöffnung (130) versehen ist, und daß die in Drehrichtung angetriebene Kurbelwelle•^5 (82) einen Exzenter (128) trägt, der antriebsschlüssig in der exzentrischen Antriebsöffnung (130) des Nockenkörpers (132) läuft, so daß über Nockenkörper (132) und Antriebsöffnung (130) der Kolben (94) derart hin- und herbewegt wird, daß er in einem normalen Verdichtungszyklus für eine längere Zeitspanne in der Nachbarschaft seines oberen Totpunktes verweilt als in der Nachbarschaft seines unteren Totpunktes.
- 2. Verdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nockenkörper (132) um eine erste Achse (134) drehbar ist und die Kurbelwelle (82) um eine zweite Achse (138) umläuft, und daß der Exzenter (128) und der Nockenkörper (132) so angeordnet sind, daß die zweite Achse (138) stets zwischen dem Kopfabschnitt des Kolbens und der ersten Achse (134) liegt.
- 3. Verdichter nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Oszillationshub des Nockenkörpers (132) kleiner als 180° ist.
- 4. Verdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (136) des Exzenters (128) von der zweiten Achse (138) eine Strecke R1 entfernt ist und von der ersten Achse (134) um eine Strecke R~ entfernt ist, wobei R2 größer ist als R..
- 5. Verdichter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß R2 größer als Null ist und daß R1 kleiner als der Radius des Nockenkörper (132) ist.
- 6. Verdichter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Sinus der maximalen Winkelauslenkung des Nockenkörpers (132) gleich R1ZR9 ist.
- 7. Verdichter nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß R„ _f (1,75 R1) ist.
- 8. Verdichter nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurchgekennzeichnet, daß die maximale Auslenkung des Kolbens (94) gleich 2R1 ist.
- 9. Verdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 8f dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (94) und sein Antriebsabschnitt (96 - 104) ein einstückiges Formteil bilden.
- 10. Verdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsabschnitt (96 - 104) Führungsflächen (96 - 102) aufweist«, die mit Abschnitten(74) des Gehäuses (56) zusammenarbeiten,, um ein Bewegen des Kolbens (94) in zur Richtung der Hin- und Herbewegung transversaler Richtung zu unterbinden.
- 11. Verdichter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsflächen (96 - 102) am vom Kopfende des Kolbens abgelegenen Kolbenende ausgebildet sind.
- 12. Verdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei zusätzlich ein äußeres Gehäuse (12) und ein Motor (16,18) zum Antreiben der Kurbelwelle vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdichter von dem gasdichten Gehäuse (12) getragen ist und im Inneren desselben liegt, und daß der Motor einen Stator (16) aufweist, der im Inneren des dichten Gehäuses liegend vom letzteren unabhängig und unter Abstand vom Verdichter getragen ist.
- 13. Verdichter nach Anspruch 12, wobei zusätzlich ein Zylinderkopf vorgesehen ist,dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (12) das einzige Mittel zum Festhalten des Zylinderkopfes (110) auf dem Verdichtergehäuse (56) ist.
- 14. Verdichter nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß das dichte äußere Gehäuse (12) zwei miteinander verbundene Gehäuseteile (20,22) aufweist, und daß der Verdichter ausschließlich vom ersten Gehäuseteil (20) und der Stator (16) ausschließlich vom zweiten Gehäuseteil (22) getragen ist.
- 15. Verdichter nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor einen Rotor (18) aufweist, der vom Verdichter her drehbar im Inneren des Stators (18) gelagert ist.
- 16. Verdichter nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdichter im Preßsitz in das dichte Außengehäuse (12) eingesetzt ist.
- 17. Verdichter nach Anspruch 12, wobei zusätzlich ein Zylinderkopf und eine Ventilanordnung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Verdichtergehäuse (56), der Zylinderkopf (110) und die Ventilanordnung (108) im Inneren des Gehäuses (12) ausschließ-lieh durch Reibschluß mit den Seitenwänden des Gehäuses gehalten sind und daß das Gehäuse auch das einzige Mittel zum Zusammenhalten von Zylinderkopf und Ventilanordnung im mit dem Verdichtergehäuse zusammengebauten Zustand darstellt.
- 18'. Verdichter nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdichter im wesentlichen zylindrische Gestalt aufweist und die Seitenwände des Gehäuses (12) im wesentlichen über seinen gesamten Umfang hinweg berührt.
- 19. Verdichter nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdichter im wesentlichen gleichen Durchmesser aufweist wie der Stator (16).
- 20. Verdichter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdichter ferner einen auslaßseitigen Schalldämpfer (32) aufweist, dessen Teile miteinander und mit dem Verdichtergehäuse (56) durch Befestigungsmittel (54) verbunden ist, wobei letztere die einzigen im Verdichter verwendeten Befestigungsmittel darstellen.
- 21. Verdichter nach einem der Ansprüche 12 bis 19, gekennzeichnet durch einen auslaßseitigen Schalldämpfer(32) welcher zugleich die Stirnwand des äußeren gasdichten Gehäuses darstellt.
- 22. Verdichter nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalldämpfer (32) aufweist: ein erstes niederes Dämpferteil (34) mit unter radialem Abstand angeordneten inneren und äußeren Flanschabschnitten (36,38), welche im wesentlichen konzentrisch und parallel zueinander angeordnet sind, und ein zweites niederes ringförmiges Dämpferteil (44) mit einem radial innenliegenden in Umfangsrichtung verlaufendenFlansch (40) und einem radial außenliegenden in Umfangsrichtung verlaufenden Flansch (4 2), wobei diese Flansche den innenliegenden bzw. außenliegenden Flanschabschnitt des ersten Dämpferteiles (34) so überlappen, daß zwischen den Dämpferteilen (34,44) ein das Ge rausch dämpfender Hohlraum (46) begrenzt wird; und daß die radial außenliegenden Flansche (36,42) des ersten Dämpferteiles (34) und des zweiten Dämpferteiles (44) mit dem einen Ende des Gehäuses (12) fest verbunden sind und dieses verschließen.
- 23. Verdichter nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß der auslaßseitige Schalldämpfer (32) eine mit der Verdichterförderseite in Verbindung stehende Einlaßöffnung (50,52) aufweist und über der Einlaßöffnung (50,52) ein mit Durchbrechungen versehenes Dämpferteil (48) fest angebracht ist.
- 24. Verdichter nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das mit Durchbrechungen versehene Verdichterteil(48) im wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweist und sich im Inneren des Dämpferraumes (46) in Umfangsrichtung erstreckt.
- 25. Verdichter nach einem der Ansprüche 1 bis 24, gekennzeichnet durch einen Motor zum Antreiben der Kurbelwelle (82), welcher einen Stator (16) und einen Rotor (18) aufweist, wobei der Rotor (18) ausschließlich vom Verdichter her so getragen ist, daß er mit dem Stator (16) zusammenarbeitet, jedoch Abstand von diesem aufweist.
- 26. Verdichter nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein äußeres gasdichtes Gehäuse (12), welches den Verdichter umgibt und in einem unten liegenden Abschnitt als Schmiermittelsumpf (140) ausgebildet ist, in wel-chem ein Schmiermittelvorrat enthalten ist, wobei durch eine Seitenwand des gasdichten Gehäuses (12) hindurch eine Einlaßöffnung (124) für das angesaugte Gas ausgebildet ist; durch ein im gasdichten Außengehäuse (12) angeordnetes Gehäuse (56), welches ein im wesentlichen geschlossenes Kurbelwellengehäuse bildet; und durch Kanäle (142 - 154) zum Fördern des Schmiermittels aus dem Schmiermittelsumpf zum Verdichter, wobei zu diesen Kanälen eine Entlastungsöffnung (154;182) gehört, wel-XO ehe zum Kurbelwellengehäuse hin offen ist.
- 27. Verdichter nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Schmiermittelförderkanal (144) in axialer Richtung durch die Kurbelwelle (82) erstreckt.
- 28. Verdichter nach Anspruch 26 oder 27, gekennzeichnetdurch ein Ventil (154,156), durch welches die Entlastungsöffnung (154) dann mit dem Kurbelwellengehäuse verbindbar ist, wenn im Kurbelwellengehäuse aufgrund der Hin- und Herbewegung des Kolbens (94) minimaler Druck herrscht, wodurch das Fließen von Schmiermittel durch den Schmiermittelkanal (144) zum Verdichter erleichtert wird.
- 29. Verdichter nach Anspruch 26 oder 27, gekennzeichnet durch eine öffnung (184) zwischen dem Kurbelwellengehäuse und dem Innenraum des gasdichten Gehäuses (12) sowie durch ein druckempfindliches Ventil (188), durch welches die letztgenannte öffnung (184) verschlossen wird, wenn der Druck im Kurbelwellengehäuse kleiner ist als der Druck im Innenraum des gasdichten Gehäuses.
- 30. Verfahren zum Herstellen eines gasdicht gekapselten motorgetriebenen Verdichters nach einem der Ansprüche 1 bis 29, mit einem äußeren gasdichten Gehäuse, einemVerdichtergehäuse, in welchem ein Zylinder ausgebildet ist, mit einem im Zylinder hin- und herbewegbaren Kolben, mit einem Zylinderkopf, mit einer Ventilanordnung, mit einer Kurbelwelle zum Antreiben des Kolbens und mit einem Motor zum in Drehung versetzen der Kurbelwelle, welcher einen Stator und einen Rotor aufweist, gekennzeichnet durch die nachstehenden Schritte:a) Zusammenbauen von Kolben und Kurbelwelle und Anbringen der so erhaltenen Einheit im Verdichter-Q gehäuse;b) Anbringen der Ventilanordnung und des Zylinderkopfes auf dem Verdichtergehäuse derart, daß sie den Zylinder überdecken, wodurch man eine Verdichtereinheit erhält;jg c) Einsetzen der so erhaltenen Verdichtereinheit in einen Teil des gasdichten Außengehäuses im Preßsitz, wobei das Gehäuse die Ventilanordnung und den Zylinderkopf im zusammengebauten Zustand mit dem Verdichtergehäuse hält; undd) Einsetzen des Stators des Motors in einen anderen Abschnitt des gasdichten Außengehäuses im Preßsitz.
- 31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet,daß die Abschnitte des gasdichten Gehäuses anfänglich getrennte Bauteile darstellen und die oben genannten Verfahrensschritte a) bis d) durchgeführt werden, solange die Gehäuseabschnitte noch voneinander getrennt sind, und daß die Gehäuseabschnitte danach fest miteinander verbunden werden.
- 32. Verfahren zum Zusammenbauen eines gasdicht gekapselten motorgetriebenen Verdichters nach einem der Ansprüche 1 bis 29, welcher eine fest in einem ersten Abschnitt eines gasdichten Außengehäuses untergebrachte Verdichtereinheit und einen Motor aufweist, wobei der Statordes letzteren fest im Inneren eines zweiten Abschnittes des gasdichten Außengehäuses angebracht ist, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte;a) Aufsetzen des zweiten Abschnittes des gasdichten Außengehäuses auf einen Dorn, welcher einen Dornabschnitt aufweist, welcher in enger Passung in die den Rotor aufnehmende Bohrung des Stators paßt;b) Aufbringen eines Endes des ersten Abschnittes des IQ gasdichten Außengehäuses in axial fluchtender Lage mit einem Ende des zweiten Abschnittes des gasdichten Gehäuses, wobei der erste Abschnitt des gasdichten Gehäuses eine Kurbelwelle trägt, welche von seinem einen genannten Ende nach außen verläuft;c) genaues Positionieren der Kurbelwelle im Inneren der Bohrung des Montagedornes und Aufeinanderzubewegen der Gehäuseteile bis zur richtigen gegenseitigen Arbeitslage, wobei der Montagedorn die Kurbelwelle bezüglich der Bohrung des Stators genau koaxial positioniert;d) Zusammenheften der genannten Enden des ersten und zweiten Gehäuseteiles miteinander bei einer Mehrzahl von Punkten durch Punktschweißen, wodurch die Gehäuseteile in scibher Lage fest miteinander verbunden werden, daß die Kurbelwelle koaxial mit der Bohrung des Stators fluchtend angeordnet ist; unde) danach Verschweißen des Umfangsrandes des gasdichten Gehäuses derart, daß die Enden der beiden Gehäuseteil gasdicht verbunden werden.
- 33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet,daß anschließend ein Rotor auf der Kurbelwelle angebracht wird.
- 34. Verfahren nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden der beiden Gehäuseteile in radialer Richtung nach außen verlaufende Flansche ausgebildet werden, wobei diese Flansche ein sich Verziehen der Gehäuseteile verhindern, welche sich aus einer Erhitzung beim Miteinanderverschweißen der Gehäuseteile miteinander ergeben könnten.
- 35. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 2 bis 34, da-,Q durch gekennzeichnet, daß die Enden der beiden Gehäuseteile zunächst zum Zusammenheften bei diametral einander gegenüberliegenden Seiten derselben gleichzeitig punktgeschweißt werden.j^g
- 36. Verfahren nach einem der Ansprüche 32 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Gehäuseteil hernach noch einmal bei einander diametral gegenüberliegenden Seiten durch Punktschweißen zusammengeheftet werden, wobei die zweiten Schweißstellen um etwa 90° zu den ersten Punktschweißungen versetzt sind.
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