CN102308091B - 制冷剂压缩机 - Google Patents

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Abstract

一种制冷剂压缩机(1)，包括气密密封的壳体(9)，一个压缩制冷剂的驱动单元(11)在所述壳体的内部工作，所述驱动单元借助任意数量的弹簧元件(4)支承在壳体(9)的优选设置在壳体底部(6)上的支承部位(10)上，其中弹簧元件(4)的第一端部区域(4a)包围着设置在驱动单元(11)上的、销栓形构成的上方支承元件(7)，而弹簧元件(4)的第二端部区域(4b)包围着设置在壳体(9)上的、销栓形构成的下方支承元件(8)。为了减少驱动单元(11)的可能的横向偏移，按本发明规定，两个支承元件(7、8)的彼此面向的被弹簧元件(4)包围的端部区域(5、6)在驱动单元(11)的安装位置上在弹簧元件(4)的轴向方向上相互重叠。

Description

制冷剂压缩机
技术领域
本发明涉及一种按权利要求1前序部分所述的制冷剂压缩机，其包括：气密密封的壳体，一个压缩制冷剂的驱动单元在所述壳体的内部工作，并且所述驱动单元包括活塞-汽缸-单元和驱动所述活塞-汽缸-单元的电动机，所述驱动单元借助任意数量的弹簧元件支承在壳体的优选设置在壳体底部上的支承部位上，其中弹簧元件的第一端部区域包围着设置在驱动单元上的、销栓形构成的上方支承元件，而弹簧元件的第二端部区域包围着设置在壳体上的、销栓形构成的下方支承元件。
背景技术
这种制冷剂压缩机早就是已知的，并且主要用在个人使用者和商业使用者的冰箱和冰柜中。
在制冷剂工艺的过程中，制冷剂以已知的方式通过从待冷却的空间中获取能量来在汽化器中进行加热，并最后过度加热，并借助制冷剂压缩机抽吸到更高的压力水平，在那里热量通过冷凝器发出并通过节流阀再次运回到汽化器中，制冷剂在此节流阀中进行降压和冷却。
为此目的，制冷剂压缩机具有气密密封的壳体，一个压缩制冷剂的活塞-汽缸-电机装置在此壳体的内部中工作，其在下文中为了简单起见称为驱动单元。容纳驱动单元的壳体后来定位在为其设置的支承面上，并连接到冷却***上。
驱动单元需适当地支承在壳体内部，使制冷剂压缩机实现无噪音的运转，以实现减振的目的，其中驱动单元大多借助多个弹簧元件支承在壳体的为其设置的支承部位上。
为了使弹簧元件在壳体的支承区域上固定在相应的预设的位置上，按现有技术设置销栓形的支承元件，此支承元件与壳体焊接在一起，并且弹簧元件直接地或在设置中间支承元件的情况下压在所述支承元件上。
支承元件在此设置在基本上平的或弯曲的壳体内侧上，并且在制冷剂压缩机的运转位置中大多垂直地伸进到壳体内部中。
用来支承驱动单元的已知结构的缺点是，借助弹簧元件支承的驱动单元会导致相对较大的允许的横向偏移，其中驱动单元的横向偏移一方面是通过运转引起的振动而产生的，尤其通过在驱动单元的起动过程和结束过程中产生的振动而产生，另一方面在制冷剂压缩机的运输过程中产生，尤其根据加速或刹车调整以及运输制冷剂压缩机的车辆转弯行驶时产生。
为了最佳地实现减振，弹簧元件必须具有尽可能小的刚性。但为了一定程度上限制驱动单元在起动过程和结束过程中出现的偏移，即：驱动单元不会碰撞到壳体上，所述弹簧元件必须具有较高的刚性。基于此原因，弹簧元件能够设计成不同时最佳地用于在静止运转时减振和用于在起动和结束阶段避免过强的偏移。
按现有技术，使用常规的螺旋压力弹簧作为弹簧元件，它具有圆柱形的内部轮廓或外部轮廓。
在已知的用来支承驱动单元的结构中，尤其由于以下原因会产生驱动单元或设置其上的支承元件的相对较大的横向偏移，即：存在着相当大的自由弹簧长度，其中“自由弹簧长度”是指沿着弹簧元件的纵轴线测量的间距，相对置的弹簧元件的端部区域或彼此面向的端侧以此间距相互间隔距离。因为上方支承元件以及下方支承元件都不会伸进到“自由弹簧长度”的这个区域中，所以当作用在驱动单元上的力作用或惯性作用出现时，就不能给弹簧元件的位于此区域中的弹簧圈提供支撑，因此在这个区域中预计有弹簧元件的相对最大的横向偏移。
在由于驱动单元的起动或结束而引起出现驱动单元的尤其强烈的横向偏移时，存在着驱动单元碰撞壳体的危险，这导致发出不可允许的噪音。当在运输冲击期间驱动单元出现尤其强烈的横向偏移时，存在着驱动单元的塑料部件碰撞壳体的危险，并可能会损坏，或把弹簧元件从它在支承元件上的位置中弹出来，其中一旦从其位置上弹出来的弹簧元件就不再能可靠地回滑到它原来的位置上，因此驱动单元就不能再固定在其位置上，并且在出现其它运输冲击时可能会被损坏。
US4108581A公开了一种用于气密封装的压缩机的电动机悬置，包括销栓形的支承元件，它们通过第一端部区域紧固到电动机上并且通过第二端部区域紧固到缸体上。环形的法兰位于电动机和缸体之间，包围销栓形的支承元件的弹簧元件支承在所述缸体上。所述销栓形的支承元件在中间的部分被套筒形的元件和弹性缓冲元件包围，和/或所述销栓形的支承元件被推动穿过它们。
在这种情况下弹簧元件位于销栓形的支承元件的(电动机侧的)头部部分和环形的法兰之间。套筒形的元件被焊接到环形的法兰上。在(上部支承元件的)销栓形的支承元件的、面向(下部支承元件的)套筒形元件的端部区域旋入到缸体中，亦即远离下部支承元件的端部区域。
GB 929902A公开了一种线性压缩机，其具有一个铁心，所述铁心通过磁铁能够被设定为来回移动，并且所述铁心在其每个轴向端部上刚性地连接活塞杆。对于本领域的技术人员，在GB 929902A中公开的用于线性压缩机的活塞悬挂装置没有给出设计用于按本发明的包括活塞-汽缸-单元和定子的驱动单元的悬挂装置，因此它是一个完全不同的构思，亦即它是往复式活塞压缩机的悬挂装置。
发明内容
因此本发明的任务是，避免所述的缺点，并为制冷剂压缩机的驱动单元提供更好的支承方案，此支承方案将驱动单元的由运输和运转引起的横向偏移保持得尽可能小，但当在静止运转过程中出现非常小偏移时不必提高弹簧元件的刚性，从而使减震变差。
本发明的另一目的是，即使驱动单元在运输过程中并在制冷剂压缩机的运转过程中出现强烈偏移时，也能可靠地防止弹簧元件或与驱动单元相配的支承元件从其预设的位置中弹出来。
按本发明，此目的通过具有权利要求1特征的设备得以实现。
这种类型的制冷剂压缩机包括气密密封的壳体，一个压缩制冷剂的驱动单元在所述壳体的内部工作，并且所述驱动单元包括活塞-汽缸-单元和驱动所述活塞-汽缸-单元的电动机，此驱动单元借助任意数量的弹簧元件支承在壳体的优选设置在壳体底部上的支承部位上，其中弹簧元件的第一端部区域包围着设置在驱动单元上的销栓形构成的上方支承元件，而弹簧元件的第二端部区域包围着设置在壳体上的销栓形构成的下方支承元件。
按本发明规定，两个支承元件的面向彼此的被弹簧元件包围的端部区域在驱动单元的安装位置上在弹簧元件的轴向方向上相互重叠，支承元件端部区域的端侧彼此面向并且至少局部地相互间隔距离。以这种方式，即使在使用刚性较低的弹簧元件时，也能把制冷剂压缩机的驱动单元的由运输和运转引起的横向偏移保持得非常低。
沿垂直于弹簧元件的纵轴线或垂直于支承元件的纵轴线的观察方向看，由于两个相对置的支承元件的端部区域局部地并排延伸，所以可消除上面所述的、迄今在弹簧元件的中间区域中出现的“自由的弹簧长度”。因为从此以后在上方支承元件和下方支承元件搭接的各重叠部位中，通过支承元件的两个并排延伸的端部区域给弹簧元件的每个弹簧圈提供足够的支撑，当作用在驱动单元上的力作用或惯性作用相对较大时，也不允许弹簧元件出现极端的横向偏移，或驱动单元的在运输过程中及在运转状态中出现的横向偏移可借助本发明明显地减少。
根据支承结构的按本发明可实现的稳定性提高，弹簧元件可以设有较低的刚性，这带来减振的改善并且因此实现运转噪音的减小。
支承元件的端部区域的“重叠”的按本发明的特征不是指它们必须相互接触。相反地，在本发明的优选实施方案中规定，支承元件的端部区域的彼此面向的端侧(在支承元件或驱动单元的初始状态下)相互间隔距离。
但在本发明的另一实施方案中规定，支承元件的端部区域的彼此面向的端侧局部地接触，优选沿着在驱动单元的运转位置中基本上竖直延伸的接触部段接触。以这种方式，可以特别有效地减少驱动单元或设置在其上的上方支承元件的横向偏移，但这带来减振特性的降低。
在本发明的另一优选实施方案中规定，沿垂直于弹簧元件的纵轴线或垂直于支承元件的纵轴线的观察方向看，支承元件的端部区域的端侧至少局部地具有相互互补的几何形状。以这种方式，在横向偏移很大的情况下，由于支承元件的重叠部位较大，弹簧元件也可实现良好的支撑，但不必减少在两个互补的支承元件之间为了实现无振动运转所需的最小间隔。此外，在运输碰撞的情况下，可实现两个支承元件的相互引导，因此在这种情况下可降低弹簧元件的应力。
通过优选的结构方面的实施方案，还可优化这两个相对置的支承元件的配对和相互引导的特性。
因此按本发明的特殊实施方案规定，支承元件的端部区域的端侧至少局部地相对于水平线成20°至70°倾角α(优选成基本上为45°的倾角α)延伸。
按本发明的另一实施例规定，支承元件的端部区域的端侧具有S形的几何形状。
对此可选的是，按本发明的另一实施例规定，支承元件的端部区域的端侧具有台阶状的几何形状。
在一种优选的实施方式中，各支承元件的端侧具有基本上竖直的接触部分，在这种情况下，它们相互接触或相互间隔距离一段小的距离，并且设置用于在变形的情况下相互接触，而基本上水平延伸的端侧部分相互间隔距离支承元件端部区域的大约一半的直径尺寸。
按本发明的另一优选实施例规定，至少一个支承元件的端部区域具有唇状部段，此唇状部段相对于支承元件的朝向弹簧元件的外轮廓朝外(即朝弹簧元件的方向或朝与支承元件的纵轴线不同的方向)拱起。通过设置这种唇状部段，弹簧元件卡在支承元件的具有唇状部段的端部区域中，并且在制冷剂压缩机运输和运转过程时即使驱动单元出现明显横向偏移，也能够可靠地阻止弹簧元件或与驱动单元相配的支承元件从其预设的位置中弹出来。
按本发明的另一优选实施方案规定，弹簧元件的沿着其轴向长度观察的轮廓在支承元件的搭接部位中设计成腰形的，其中支承元件的外轮廓具有与弹簧元件的腰形轮廓相匹配的曲线。支承元件的外轮廓在此可以要么接触弹簧元件的内轮廓，要么与该内轮廓略微地间隔开。以这种方式，使各个弹簧圈在横向偏移很大时紧贴在支承元件上，并因此在横向应力大时使弹簧特征曲线实现较高的递增性。因此，可有效地减少出现的横向偏移。
附图说明
现在借助实施例详细地阐述了本发明。其中：
图1以剖视图示出了按现有技术的制冷剂压缩机；
图2示出了制冷剂压缩机的按现有技术支承的驱动单元的示意图；
图3示出了图2的细节“X”；
图4示出了按本发明的用来支承制冷剂压缩机-驱动单元的结构的第一实施方案；
图5示出了按本发明的用来支承制冷剂压缩机-驱动单元的结构的第二实施方案；
图6示出了按本发明的用来支承制冷剂压缩机-驱动单元的结构的第三实施方案；
图7示出了按本发明的用来支承制冷剂压缩机-驱动单元的结构的第四实施方案。
具体实施方式
图1示出了按现有技术的气密封装的制冷剂压缩机的剖视图。此制冷剂压缩机具有壳体9，此壳体9可定位在冷却设备或待冷却容积的支承面23上，此壳体9在本实施例中设计成两件式的，即形式为所示的下面的壳体半部，在安装设置在壳体9内部的驱动单元11之后，上面的壳体半部以气密密封的方式安放在下面的壳体半部上，以便使这两个壳体半部以后例如能彼此拧紧或焊接在一起。
作为主要的组成部分，驱动单元11具有未详细示出的活塞-汽缸-单元和驱动所述活塞-汽缸-单元的电动机。曲轴21以已知的方式沿着中间轴线22伸进电动机的转子12的中心孔中并通过连杆驱动活塞，此活塞汽缸外壳25中执行往复运动，并且吸入和压缩通过抽吸及压缩管24引导的制冷剂。
如同借助图1可看到的，驱动单元11在电动机的定子2区域内具有任意数量的固定元件或螺钉3，它们分别具有指向支承面23方向的头部，销栓形的上方支承元件7放置在所述头部上。所述上方支承元件7也可与固定元件3设计成一体。
与其具体的构造方案无关地，上方支承元件7用于借助弹簧元件4把驱动单元11有弹性地支承在壳体9的支承部位10上。此支承部位10以优选的构造方式位于壳体底部9a的范围内，但也可设置在壳体9的其它位置上，例如壳体9的侧面区域9b中。
弹簧元件4的纵轴线14与支承元件7、8的纵轴线共线地延伸。
在本实施例中，弹簧元件4构成为螺旋弹簧，并具有在图3中标出的内轮廓19和外轮廓20。
如图3所示，弹簧元件4的第一端部区域4a包围着设置在驱动单元11上的、销栓形构成的上方支承元件7，而弹簧元件4的第二端部区域4b包围着设置在外壳9上的、同样销栓形构成的下方支承元件8。
在这种按现有技术的用来支承驱动单元11的结构中，驱动单元11或设置在该驱动单元上的上方支承元件7尤其由于以下原因产生相对较大的横向偏移，即存在前面已经提到的“自由的弹簧长度”26。在此上下文中，“自由的弹簧长度”是指沿着弹簧元件4的纵轴线14测量的间距，相对而置的弹簧元件7、8的端部区域5、6或彼此面向的端侧5a、5b以此间距相互保持距离。因为上方支承元件7以及下方支承元件8都不会伸进所述“自由的弹簧长度”26的区域中，所以当作用在驱动单元11上的力作用或惯性作用出现时，就不能给弹簧元件4的位于此区域中的弹簧圈(Windungen)提供支撑，因此在这个区域中弹簧元件4预料出现相对最大的横向偏移。
按本发明，可通过以下方式来明显提高支承结构的刚性或大大降低驱动单元11的横向偏移，即：沿垂直于弹簧元件4的纵轴线14或垂直于支承元件7、8的纵轴线的观察方向上看，两个支承元件7、8的彼此面向的被弹簧元件4包围的端部区域5、6在驱动单元11的安装位置上在弹簧元件4的轴向方向上彼此重叠(见图4-7)。
支承元件-端部区域5、6的彼此面向的端侧5a、6a可相互间隔距离(如图4和5所示)，或局部地相互接触、例如沿着在运转位置中基本上竖直延伸的接触部段5a’、6a’相互接触，如图6和7所示。
按本实施例，沿垂直于弹簧元件4的纵轴线14或垂直于支承元件7、8的纵轴线的观察方向上看，支承元件-端部区域5、6的端侧5a、6a分别具有彼此互补的几何形状。
图4和5已经示出了本发明的特殊实施方案，其中再次沿垂直于弹簧元件4的纵轴线14或垂直于支承元件7、8的纵轴线的观察方向上看，支承元件-端部区域5、6的端侧5a、6a具有S形的几何形状。
在此，支承元件-端部区域5、6的端侧5a、6a局部地相对于水平线以20°至70°倾角α(优选以基本上为45°的倾角)延伸。
对此可选的还可能的是，支承元件-端部区域5、6的端侧5a、6a具有台阶状的几何形状(如图6和7所示)。上方支承元件7的端部区域5的端侧5a在此由以下部段构成：基本上水平延伸的第一端侧部段5a″；与该第一端侧部段垂直的基本上竖直的第一接触部段5a’；与该第一接触部段相连并且又基本上水平延伸的第二端侧部段5a”’。与此类似，下方支承元件8的端部区域6的端侧6a由以下部段构成：基本水平延伸的第一端侧部段6a″；与该第一端侧部段垂直的基本上竖直的第二接触部段6a’；与该第二接触部段相连并且又基本上水平延伸的第二端侧部段6a”’。
各支承元件7、8的端侧5a、6a的基本上竖直的接触部段5a′、6a’相互接触，或相互以一段小的间距隔开来，并且在应力下降时设置用于相互接触，而基本上水平延伸的各端侧部段5a”、6a″’或6a”、5a′″以支承元件-端部区域5、6约一半直径尺寸相互间隔距离。
在按图5的本发明的改进构造中规定，支承元件7、8的端部区域5、6分别具有唇状部段15、16，此唇状部段15、16相对于支承元件7、8的朝向弹簧元件4的外轮廓17、18朝外(即朝弹簧元件4的方向或朝与弹簧元件4的纵轴线14不同的方向)拱起。此唇状部段15、16分别这样来设定尺寸，即在驱动单元11的横向偏移时，它可滑入弹簧元件4的各弹簧圈之间。
设置这样的唇状部段15、16有助于可靠地将弹簧元件4保持在分别在其设置的位置中，并可阻止由于驱动单元11的偏移，而使设置在驱动单元11上的上方支承元件7从其位于弹簧元件4的上方端部区域4a内的位置中弹出来。在驱动单元11偏移的情况下，弹簧元件4卡在具有唇状部段15、16的支承元件端部区域5、6中，并阻止上方支承元件7从其图5所示的初始位置中显著地偏离出来。
图4-7还示出了按本发明的支承结构的优选实施例，其中沿着其轴向长度观察的弹簧元件4的内轮廓或外轮廓19、20在支承元件7、8的搭接区域13中设计成腰形的(tailliert)，或具有沿弹簧元件4的纵轴线方向拱起的曲线。支承元件7、8的外轮廓17、18在此具有与弹簧元件4的腰形的轮廓19、20相匹配的曲线。弹簧元件4的内轮廓19在此要么接触支承元件7的外轮廓17、18，或与所述外轮廓间隔一点点距离。
需注意，弹簧元件4在端部区域4a、4b上以其内轮廓19压在或焊接在支承元件7、8上。
设置在驱动单元11上的支承元件7或弹簧元件4的数量可以是任意的，但通常设置有三个至五个圆形定位的支承结构，以便把驱动单元11支承在壳体9上。
支承元件7、8可由钢或由塑料制成，优选由热塑性的塑料制成，使驱动单元11与围绕的壳体9电绝缘。
通常，弹簧轴线14与壳体9的支承面23基本上垂直地设置。但在驱动单元11和壳体9的可选构造方案中，同样可考虑的是，弹簧轴线14设置成与壳体9的支承面23或与竖直线(Lotrechten)倾斜。
此外，对本领域的技术人员来说还清楚的是，代替图1-7中所示的螺旋弹簧，弹簧元件4也可构造得不同的，例如形式是中空或实体的压缩体或“橡胶缓冲块”。

Claims (12)

1.制冷剂压缩机(1)，其包括气密密封的壳体(9)，一个压缩制冷剂的驱动单元(11)在所述壳体的内部工作，并且所述驱动单元包括活塞-汽缸单元和驱动所述活塞-汽缸单元的电动机，所述驱动单元(1)借助任意数量的弹簧元件(4)支承在壳体(9)的支承部位(10)上，其中弹簧元件(4)的第一端部区域(4a)包围着设置在驱动单元(11)上的销栓形构成的上方支承元件(7)，而弹簧元件(4)的第二端部区域(4b)包围着设置在壳体(9)上的销栓形构成的下方支承元件(8)，其特征在于，两个支承元件(7、8)的彼此面向的被弹簧元件(4)包围的端部区域(5、6)在驱动单元(11)的安装位置上在弹簧元件(4)的轴向方向上相互重叠，支承元件的端部区域(5、6)的彼此面向的端侧(5a、5b)至少局部地相互间隔距离。
2.按权利要求1所述的制冷剂压缩机，其特征在于，支承元件的端部区域(5、6)的彼此面向的端侧(5a、6a)局部地相互接触。
3.按权利要求2所述的制冷剂压缩机，其特征在于，支承元件的端部区域(5、6)的彼此面向的端侧(5a、6a)沿着在运转位置中基本上竖直延伸的接触部段(5a '、6a ')相互接触。
4.按权利要求1至3之任一项所述的制冷剂压缩机，其特征在于，沿垂直于弹簧元件(4)的纵轴线(14)或垂直于支承元件(7、8)的纵轴线的观察方向看，支承元件的端部区域(5、6)的端侧(5a、6a)至少局部地具有相互互补的几何形状。
5.按权利要求4所述的制冷剂压缩机，其特征在于，支承元件的端部区域(5、6)的端侧(5a、6a)至少局部地相对于水平线成20°至70°倾角(α)延伸。
6.按权利要求5所述的制冷剂压缩机，其特征在于，支承元件的端部区域(5、6)的端侧(5a、6a)至少局部地相对于水平线成基本上为45°的倾角(α)延伸。
7.按权利要求4所述的制冷剂压缩机，其特征在于，支承元件的 端部区域(5、6)的端侧(5a、6a)具有S形的几何形状。
8.按权利要求4所述的制冷剂压缩机，其特征在于，支承元件的端部区域(5、6)的端侧(5a、6a)具有台阶状的几何形状。
9.按权利要求8所述的制冷剂压缩机，其特征在于，各支承元件(7、8)的端侧(5a、6a)的基本上竖直的接触部段(5a'、6a' )相互接触，或相互以一段小的间距间隔开来，并且在应力下降时设置用于相互接触，而基本上水平延伸的各端侧部段(5a'' 、6a''' 或6a'' 、5a''')以支承元件端部区域(5、6)的约一半直径尺寸相互间隔开。
10.按权利要求1至3之任一项所述的制冷剂压缩机，其特征在于，至少一个支承元件(7、8)的端部区域(5、6)具有唇状部段(15、16)，所述唇状部段(15、16)相对于支承元件(7、8)的朝向弹簧元件(4)的外轮廓(17、18)朝外或朝弹簧元件(4)的方向拱起。
11.按权利要求1至3之任一项所述的制冷剂压缩机，其特征在于，弹簧元件(4)的沿着其轴向长度观察的轮廓(19、20)在支承元件(7、8)的搭接区域(13)中设计成腰形，其中支承元件(7、8)的外轮廓(17、18)具有与弹簧元件(4)的腰形的轮廓(19、20)相匹配的曲线。
12.按权利要求1至3之任一项所述的制冷剂压缩机，其特征在于，支承部位(10)设置在壳体底部(6)上。
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