DE2552794B2

DE2552794B2 - Elektrischer Antriebsmotor für einen hermetisch gekapselten Kältemittelverdichter

Info

Publication number: DE2552794B2
Application number: DE2552794A
Authority: DE
Inventors: Borge Sonderborg Meltzer Hansen (Daenemark)
Original assignee: Danfoss AS
Current assignee: Danfoss AS
Priority date: 1975-11-25
Filing date: 1975-11-25
Publication date: 1980-03-27
Also published as: IT1072037B; SE415912B; FR2333371A1; DE2552794A1; DK516076A; CA1062215A; FR2333371B1; SE7613120L; GB1563351A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen elektrischen Antriebsmotor für einen hermetisch gekapselten Kältemittelverdichter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bekannt ist ein Kältemittelverdichter dieser Art (vgl. DE-AS 20 29 172), bei dem die sehnenartig geführten Stirnverbindungsleiter an der unteren Seite des Stators vorgesehen sind und die Stützvorrichtung die Form einer im wesentlichen geschlossenen Kappe hat, die mit ihrem Rand auf der Stirnseite des Blechpakets des Stators aufsitzt, mit ihrer Hauptfläche die Stirnverbindungsleiter daran hindern soll, mit dem Rotor zu kollidieren, und die mittig einen zylindrischen Vorsprung trägt, der als Stoßfänger dienen soll. Der Kappendurchmesrcr ist größer als der Innendurchmesser des Stators. Die Kappe ist am Umfang radial geschlitzt und spreizt sich selbsttätig, wenn sie durch den Stator hindurchgedrückt worden ist. Alternativ kann durch eine y\arre Kappe mit dem Durchmesser des Statorinnendurchmessers verwendet werden, bei der außen am Umfang Spreizstege vorgesehen sind, die durch die Nuten hindurchgeführt werden müssen und sich in der Endstellung hinter dem Blechpaket verspreizen. Diese Art der Montage erfordert es, daß der Abstand zwischen den Stirnverbindungsleitern und der Stirnfläche des Statorblechpakets geringfügig größer ist, als die entsprechende Kappenabmessung, weil andernfalls das Spreizen nicht oder unvollständig erfolgt. Das so vorgegebene Spie! kann sich während des Betriebs vergrößern und zur Geräuschbildung führen. Auch ist die Montage selbst mühsam.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen

<5 Kältemittelverdichter der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei dem eine Geräusci-.biädung durch die Stützvorrichtung verhindert und die Montage erleichtert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch I gekennzeichneten Merkmale gelöst.

Bei dieser Konstruktion wird von der Tatsache Gebrauch gemacht, daß die Stirnverbindungsleiter unter dem Einfluß der Gewichtskraft die Neigung haben, sich während einer eventuellen Schwingungsbewegung nach unten zu senken. Sie legen sich daher in immer stärkerem Maße an die Stützvorrichtung an und verhindern auf diese Weise eine Geräusche verursachende Bewegung der Stützvorrichtung. Dies gilt auch dann, wenn die Stützvorrichtung zunächst mit einem gewissen Spiel zwischen Stirnverbindungsleitern und Statorblechpaket montiert werden muß. An der Oberseite läßt sich aber keine Kappe verwenden, die, weil sie vom Hauptlager durchsetzt ist, praktisch vollständig verschlossen wäre, weil dann weder die normale Sauggaszirkulation im Läuferbereich, noch ein Ablaufen des Öls durch Durchbrüche im Tragkörper erfolgen könnte. Die vom Hauptlager durchsetzte Ringscheibe läßt demgegenüber an ihrem Außenum-

fang einen genügenden Durchtrittsquerschnitt frei. Infolge ihres Weinen Außendurchmessers läßt sie sich auch leicht montieren. Überraschenderweise hat es sich gezeigt, daß eine solche Ringscheibe zur Unterstützung ausreicht, weil es hauptsächlich auf die Unterstützung der mittleren und daher längeren Stirnverbindungsleiter ankommt, während die äußeren und daher kürzeren Stirnverbindungsleiter gegebenenfalls sogar ohne Unterstützung eine ausreichende Steifigkeit besitzen. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß nunmehr die normalen Wickelköpfe, die eine größere Menge an Leitermaterial aufweisen, in den ölsumpf tauchen, so daß eine intensivere Kühlung erfolgt Hinzukommt, daß der Motor von unten her zugänglich ist, so daß die Stützvorrichtung bei der Montage das Einführen von Zentriersonden in den Luftspalt zwischen Rotor und Stator nicht behindert.

Mit besonderem Vorteil schließen außen an die Ringscheibe senkrecht zur Haupterstreckung der Stirnverbindungsleiter Arme an. Mit diesen Armen können auch noch die verhältnismäßig kurzen äußeren Stirnverbindungsleiter abgestützt werden.

Für die Haltemittel kommen verschiedene Ausgestaltungen in Betracht. Beispielsweise können sie aus zwei elastisch nachgebenden Armen bestehen, die radial an die Ringscheibe ansetzen und sich auf der Stirnseite des Blecfipaketstators abstützen. Diese beiden Arme lassen sich verhältnismäßig leicht zusammendrücken. Sie können auch als Unterstützungsarme für die äußeren Stirnverbindungsleiter dienen.

Zweckmäßigerweise verlaufen die Arme in einem Winkel zur etwa senkrecht zur Motorachse stehenden Ringscheibenebene, wodurch sich eine leichtere Zusammendrückbarkeit und eine höhere Steifigkeit in der Einbaulage ergibt.

Außerdem können die Arme mit in Umfangsrichtung verlängerten Stützfüßen versehen sein, um die Auflagefläche auf dem Statorblechpaket zu vergrößern.

Besonders bevorzugt sind aber Haltemittel, die die Stützvorrichtung an dem Hauptlager befestigen. Da die Stützvorrichtung durch ein solches Haltemittel am Hauptlager und damit am Tragkörper befestigt ist, kann eine Abstützung auf dem Statorblechpaket verhältnismäßig schwach ausgebildet werden oder vollständig entfallen. Im letztgenannten Fall braucht daher nicht « mehr auf sine Anpassung zwische; der Stützvorrichtung und den räumlichen Verhältnissen zwischen den Stirnverbindungsleitern und dem Statorblechpaket geachtet zu werden.

Man hat sogar die Möglichkeit, die Stützvorrichtung so an dem Hauptlager zu befestigen, daß die Ringscheibe unter Vorspannung an den Stirnverbindungsleitern anliegt. Damit wird die Schwingungsneigung dieser Leiter noch stärker unterdrückt.

Mit besonderem Vorteil weisen die Haltemittel einen auf die Außenumfangsfläche des Haupllagers aufschiebbaren Kragen auf. Dies ergibt eine ringsum gleichmäßige Angriffsfläche, die einen besonders guten Halt gewährleistet.

Ferner kann in der Außenumfangsfläche des Hauptlagers eine Nut vorgesehen sein, in die ein Teil des Kragens eingreift. Dies ergibt eine außerordentlich sichere Befestigung.

Der Kragen kann insbesondere etwa zylindrisch ausgebildet sein und einen elastisch in die Nut einrastenden Innenwulst haben. Zur Erzielung der Elastizität kann der zy'vndrische Kragen wenigstens teilweise axial geschlitzt sein.

Bei einer anderen Ausführungsform verjüngt sich der Kragen zum Rotor hin etwa konisch und ist am Innenumfang radial geschlitzt oder gezahnt. Bei eimer solchen Konstruktion verstärken sich die Befestigungskräfte mit zunehmender Belastung der Ringscheibe durch die Stirnverbindungsleiter.

Die Erfindung wird nachstehend anhand in der Zeichnung dargestellter Ausfuhrungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen schematischen Längsschnitt durch einen hermetisch gekapselten Kältemittelverdichter geinäß der Erfindung,

F i g. 2 eine Seitenansicht der in F i g. 1 verwendeten Stützvorrichtung,

Fig.3 eine Draufsicht auf den Stator eines erfindungsgemäßen Kältemittelverdichters mit Schnitt durch das Hauptlager,

F i g. 4 eine Draufsicht auf das in F i g. 3 verwendete Stützelement,

F i g. 5 einen Schnitt durch das in "-" i g. 3 verwendete Stützelement,

Fig.6 einen Teilschnitt mit einem weiteren Ausfiihrungsbeispiel der Erfindung,

Fig.7 einen Schnitt durch das unbelastete Stiuzelementder Fig. 6 und

Fig.8 eine Draufsicht auf das Stützelement der Fig. 6.

Der in Fig. 1 veranschaulichte Kältemittelverdichter ist in einer hermetisch geschlossenen Kapsel 1 mittels Federn 2 aufgehängt. Die Federn greifen an einem Tragkörper 3 an, an dessen Obereite sich ein Kältemittelverdichter 4 befindet. Dieser weist einen Zylinder 5, einen Zylinderkopf 6 und einen über eine Pleuelstange 7 angetriebenen Kolben 8 auf. An der Unterseite des Tragkörpers 3 ist der Stator 9 des antreibenden Elektromotors angeordnet. Er weist ein Statorblechpaket 10 und eine Statorwicklung 11 auf, die am unteren Ende einen normalen Wickelkopf 12 besitzt, der völlig außerhalb des Innendurchmessers 13 des Statorblechpakets 10 angeordnet ist und in den ölsumpf 14 'aucht. Oben sind Stirnverbindungsleiter 15 der Hauptwicklung vorgesehen, die sich etwa sehnenartig über den innerhalb des Statorinnendurchmessers 13 liegenden Querschnitt hinweg erstrecken, wie es F i g. 3 deutlicher zeigt. Die Stirnverbindungaleiter 16 der Widerstands-Hilfswicklung dagegen sind außen um den Statorinnendurchmesser 13 herum gelegt.

Der Tragkörper 3 weist ferner ein zentrisches Hauptlager 17 auf, in welchem eine Motorwelle 18 gelagert ist. Diese ist am oberen Ende einstückig mit einer Kurbel 19 verbunden, auf der die Pleuelstange 7 gelagert ist. Unterhalb des Hauptlagers 17 trägt die Motorwelle 18 ein Rotorblechpaket 20, von dessen Leiterkäfig die Kurzschlußringe 21 und 22 zu sehen sind. In den ölsumpf 14 ragt ein Ölförderrohr 23 Das übrige ölverteilersystem, mit dem Öl zu den Schmierstellen im Hauptlager 17 am Kurbelzapfen 19 und im Zylinder 5 geführt wird und mit dem Öl auch zu Kühlzwecken umgewälzt wird, ist nicht näher veranschaulicht. Lediglich Löcher 24 im Tragkörper 3 deuten an, daß von oben abfließendes öl in den darunter befindlichen Motorraum gelangen kann.

Die Stirnverbindungsleiter 15 werden durch eiine Stützvorrichtung 25 abgestützt. Diese besteht aus einer Ringscheibe 26, auf i>r zumindest die inneren Leiter 15 größerer Länge aufliegen, und einem mit axialun Schlitzen 27 versehenen Kragen 28, der am oberen Ende einen Innenwulst 29 aufweist, welcher in eine Nut 30 an

der Außenumfangsfläehe des Hauptlagers 17 eingerastet ist. Wenn dabei äußere und daher kürzere Stirnverbindungsleiter 15 keine Unterstützung erfahren, ist dies in der Regel unschädlich, da diese wegen der geringeren Länge eine höhere Steifigkeit haben.

Bei der Montage wird zunächst die Motorwelle 18 in das Hauptlager 17 gesetzt und ihr Kurbelzapfen 19 mit der Pleuelstange 7 verbunden. Alsdann wird der Stator 9 am Tragkörper 3 provisorisch befestigt. Nunmehr wird die Stützvorrichtung 25 durch den freien Querschnitt des Statorblechpakets 10 auf das Hauptlager 17 aufgeschoben, bis der Wulst 29 in die Nut 30 rastet. Alsdann wird das Rotorblechpaket 20 auf der Motorwelle 18 aufgeschrumpft und des weiteren wird der Stator 10 bezüglich des Rotors 20 zentriert und in dieser Lage am Tragkörper 3 befestigt. Schließlich wird das so gefertigte Aggregat über die Federn 2 an der Kapsel 1 befestigt und diese verschlossen.

Während des Transports und während des Betriebs sind Schwingungen der Stirnverbindungsleiter 15 nicht zu vermeiden. Sie können aber nicht mit dem Kurzschlußring 21 des Rotors 20 in Berührung kommen, da sie durch die Stützvorrichtung 25 abgestützt sind. Infolge der Gewichtskräfte sind jedoch Verformungen der Stirnverbindungsleiter 15 nach unten nicht zu vermeiden. Diese Verformungen führen aber zu einer stärkeren Anlage an der Stützvorrichtung 25 und die sich dabei ergebende Vorspannung reduziert spätere Schwingungen. Man kann auch schon bei der Montage dafür sorgen, daß die Ringscheibe 26 unter einer gewissen Vorspannung an den Stirnverbindungsleitern 15 anliegt, um deren Schwingungsneigung zu vermindern. Insbesondere wenn die Stützvorrichtung 25 aus einem elastisch nachgiebigen Material, wie Kunststoff, besteht, kann man durch geringfügige Verformungen dieser Ringscheibe 26 entsprechend große Vorspannungen aufbringen.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 3 wird eine Stützvorrichtung 31 verwendet, welche eine ebene, das Hauptlager 17 umgreifende Ringscheibe 32 und als Haltevorrichtung zwei radiale Arme 33 aufweist, die in einem Winkel zur Ringscheibe 32 stehen und mit in U.nfan.nsrichtung verlängerten Stützfüßen 34 versehen sind. Diese Stützfüße ruhen auf der Stirnfläche 35 des Statorblechpakets 10.

Diese Stützvorrichtung 31 kann in den Stator bereits eingebaut werden, bevor dieser am Tragkörper 3 befestigt wird. Zu diesem Zweck sind lediglich dit beiden geneigten Arme 33 leicht zusammenzudrücken so daß die Stützvorrichtung 31 durch den Innenquer schnitt des Stators 10 eingeführt werden kann. In dei Endlage vergrößern die Stützfüße 34 elastisch ihrer Durchmesser und setzen sich auf das Statorblechpake¹ 10. Das hierbei erforderliche Spiel verringert siel· automatisch während des Transports oder des Betriebs wenn die Stirnverbindungsleiter 15 sich infolge ihre;

to Gewichts nach unten senken.

Fig. 3 läßt erkennen, daß die Stirnverbindungsleitei 15 der Mitte so weit auseinandergebogen sind, daß sie einen Durchtritt 36 für das Hauptlager 17 bilden Hierbei können die einzelnen Wicklungsstränge aucr axial übereinanderliegen. In jedem Fall kommt man mil einer verhältnismäßig schmalen Ringscheibe 32 aus. Die Arme 33 sind so orientiert, daß sie auch noch als Abstützung für die äußeren, kürzeren Stirnverbindungsleiter 15 dienen können.

In den F i g. 6 bis 8 ist ein drittes Ausführungsbeispiel veranschaulicht, bei dem die verwendete Stützvorrichtung 37 in den Fig. 7 und 8 gegenüber F i g. t vergrößert dargestellt ist. Wiederum ist eine Ringscheibe 38 vorgesehen. An gegenüberliegenden Enden weist sie je einen Arm 39 auf. Als Haltevorrichtung dient ein Kragen 40, der sich zum Motor hin konisch verjüngt. An seinem Innenradius sind entweder Radialeinschnitte 41 oder Zähne 42 vorgesehen. Teils aufgrund dieser Gestaltung, teils aufgrund der Eigenelastizität des Materials, z. B. Kunststoff, läßt sich diese Stützvorrichtung 37 auf das Hauptlager 17 aufschieben, bis der Innenumfang des Kragens 40 in die Nut 30 einrastet Gemäß dieser Ausführungsform geschieht dies unter Vorspannung, so daß die Ringscheibe 38 sich nebst der Armen 39 nach unten biegt, wodurch die Sicherheit dei Arretierung in der Nut 30 noch erhöht wird. Die Arme 39 dienen hierbei nicht als Haltevorrichtung, sonderr lediglich zur Unterstützung der äußeren, kürzerer Stirnverbindungsleiter 15.

Aus Fig. 3 ist ersichtlich, daß die Breite dei Ringscheibe so klein gehalten werden kann. daC außerhalb von ihr ein erheblicher Durchtrittsquerschniti verbleibt, durch den eine freie Zirkulation der irr Motorraum befindlichen Sauggase erfolgen kann unc über den auch öl ungehindert nach unten fließen kann Ferner ist ersichtlich, daß eine solche Stützvorrichtung ein sehr geringer Materialaufwand erforderlich ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Elektrischer Antriebsmotor für einen hermetisch gekapselten Kältemittelverdichter, der sich an der Oberseite eines Tragkörpers befindet, an dessen Unterseite der Stator des Elektromotors befestigt ist und der ein nach unten ragendes Lager für die den Rotor tragende Antriebswelle aufweist, wobei auf einer Seite des Stators die Stirnverbindungsleiter wenigstens eines Wickllungsstranges etwa sehnenartig über den innerhalb des Statorinnendurchmessers liegenden Querschnitt hinweggeführt und durch eine insbesondere aus Kunststoff bestehende Vorrichtung abgestützt sind, die sich zwischen diesen Stirnverbindungsleitern und dem Rotor erstreckt und mit Bezug auf den Stator festgehalten ist, und wobei auf der anderen Seite des Stators Wickelköpfe außerhalb des Statorinnendurchmessers angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die sehnenartig geführten Stirnverbindungsleiter (15) an der oberen Seite des Stators (9) vorgesehen sind und einen Durchtritt (36) für das Hauptlager (17) zwischen sich freilassen und daß die Stützvorrichtung (25; 31; 37) zwischen sich und dem Statorblechpaket (10) überwiegend einen Abstand freiläßt und aus einer mit Haltemitteln (Kragen 28, 40; radiale Arme 33) versehenen Ringscheibe (26; 32; 38) besteht, deren Außenumfang einen kleineren Durchmesser hat als den Innendurchmesser des Stators.

2. Antriebsmotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß außen an die Ringscheibe (32; 38) senkrecht zur Haupterstreckung der Stirnverbindungsleiter (15) Armr (33; 3?⁴ anschließen.

3. Antriebsmotor narh Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die H Itemittel aus zwei elastisch nachgebenden Armen (33) bestehen, die radial an die Ringscheibe (32) ansetzen und sich auf der Stirnfläche (35) des Statorblechpakets (10) abstützen.

4. Antriebsmotor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme (33) in einem Winkel zur etwa senkrecht zur Motorwelle (18) stehenden Ringscheibenebene verlaufen.

5. Antriebsmotor nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Arme (33) mit in Umfangsrichtung verlängerten Stützfüßen (34) versehen sind.

6. Antriebsmotor nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemittel (Kragen 28; 40) die Stützvorrichtung an dem Hauptlager (17) befestigen.

7. Antriebsmotor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet.daß die Stützvorrichtung (25; 37) so an dem Hauptlager (17) befestigt ist, daß die Ringscheibe (26; 38) unter Vorspannung an den Stirnverbindungsleitern (15) anliegt.

8. Antriebsmotor nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützvorrichtung einen auf die Außenumfangsfläche des Hauptlagers (17) aufschiebbaren Kragen (28;40) aufweist.

9. Antriebsmotor nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außsnumfangsiläche des Hauptlagers (17) eine Nut (30) vorgesehen ist, in die ein Teil des Kragens (28; 40) eingreift.

10. Antriebsmotor nach Ansprüche oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragen (28) etwa zylindrisch ausgebildet ist und innen einen elastisch in die Nut (30) einrastenden Wulst (29) hat.

11, Antriebsmotor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Kragen (28) wenigstens teilweise axial geschlitzt ist

12. Antriebsmotor nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragen (40) sich zum Rotor (20) hin etwa konisch verjüngt und am Innenumfang Radialeinschnitte (41) oder Zähne (42) aufweist.