DE4110922A1 - Anordnung zur aufhaengung eines hermetisch dichten kolbenkompressors - Google Patents
Anordnung zur aufhaengung eines hermetisch dichten kolbenkompressorsInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Aufhängung eines
hermetisch abgeschlossenen Kolbenkompressors mit einem hermetisch dichten
Gehäuse, in dem eine Motorpumpeneinheit über Schraubenfedern aufgehängt
ist, deren jeweils eines Ende am Gehäuse und deren jeweils anderes Ende an
der Motorpumpeneinheit befestigt ist.
Hermetisch dichte Kolbenkompressoren werden herkömmlicherweise mit einem
Aufhängungssystem aus Federn versehen, um die Schwingungen der Motorpumpeneinheit
vom Kompressorgehäuse zu isolieren.
Bei einer bekannten Konstruktion ist die Motorpumpeneinheit am Kompressorgehäuse
mittels metallischer, auf Zug wirkender Aufhängefedern befestigt.
Diese metallischen Aufhängefedern sind jedoch keine guten Hochfrequenz-
Isolatoren, da sich die Schwingungen längs des Federwerkstoffes
selbst ausbreiten und dadurch den weniger steifen, oberen Teil des Gehäuses erreichen
können, wodurch es zur Ausstrahlung von Geräuschen (aufgrund dieser
hochfrequenten Gehäuseschwingungen) kommt.
Bei hermetisch dichten Kolbenkompressoren neuester Bauart wurde das übliche
Aufhängungssystem mit auf Zug wirkenden metallischen Aufhängefedern,
durch ein Aufhängungssystem ersetzt, das auf Druck wirkende metallische
Stützfedern benutzt, die unterhalb eines Auflagepunktes der Motorpumpeneinheit
angeordnet sind. Dabei sind die Metallfedern in einem unteren Teil des
Gehäuses befestigt, der eine dynamische Steifigkeit aufweist, die normalerweise
sehr viel größer ist als die des oberen Teiles, wodurch eine wesentliche
Verringerung in der Übertragung hochfrequenter Schwingungen möglich wird.
Obwohl der Einsatz von unter Druck stehenden, metallischen Stützfedern die
hochfrequenten, an das Gehäuse übertragenden Schwingungen deutlich
verringert und bei neuen Entwicklungen einfach einsetzbar ist, wird dieses
bekannte System nur schwierig ausführbar, wenn ein bereits vorhandenes
Produkt, d. h. ein mit einem System von auf Zug wirkenden Aufhängefedern
versehener Kompressor, in ein System mit auf Druck beanspruchten Stützfedern
umgewandelt werden soll. Eine solche Umwandlung erfordert erhebliche
Änderungen beim Herstellungsverfahren und auch neue Untersuchungen
hinsichtlich des Ausgleichs bzw. Auswuchtens der auf die Motorpumpeneinheit
wirkenden Massenkräfte. Dieser neu erforderliche Ausgleich wird dann unpraktikabel,
wenn die Grundabmessungen und -eigenschaften der Motorpumpeneinheit
und des Gehäuses bewahrt werden sollen.
Neben den vorgenannten Nachteilen soll auch noch erwähnt werden, daß selbst
beim Aufhängungssystem mit auf Druck wirkenden Stützfedern, bei dem (mit
Ausnahme des Auslaßrohres) die Metallfedern die einzigen baulichen Verbindungselemente
zwischen der Motorpumpeneinheit und dem Gehäuse
darstellen, eine Übertragung der hochfrequenten Schwingungen von der Motorpumpeneinheit
zu dem Gehäuse nicht vermieden werden kann. So wird die
Dämpfung dieser hochfrequenten Schwingungen nur durch eine Befestigung der
Federn an einem steiferen Bereich des Gehäuses angegangen.
Hier soll nun die Erfindung Abhilfe schaffen und ein Aufhängungssystem für
einen hermetisch dichten Kolbenkompressor vorschlagen, das eine erhebliche
Dämpfung der Übertragung hochfrequenter Schwingungsenergie durch die Stützfedern
ermöglicht, leicht herstellbar und montierbar ist und selbst bei bereits
vorhandenen Kompressoren ohne erneutes Auswuchten der Motorpumpeneinheit
oder signifikante Änderungen beim Herstellungsverfahren desselben eingesetzt
werden kann.
Erfindungsgemäß wird dies bei einer Anordnung der eingangs genannten Art
dadurch erreicht, daß wenigstens ein Element zur Absorption hochfrequenter
Vibrationsenergie vorgesehen ist, das an wenigstens einer Schraubenfeder
(bevorzugt aber allen Schraubenfedern) angebracht ist und über einen
Abschnitt des Federdrahtes in engem Kontakt mit wenigstens einem
Teil der Oberfläche des Federdrahtes steht, um die Schwingungsenergie bei
den Resonanzen der sich in Längsrichtung ausbreitenden Wellen, die bei Betrieb
des Kompressors erregt werden, über den Federwerkstoff zu absorbieren
und zu dämpfen, ohne die Elastizitätseigenschaften der Federn zu ändern.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird eine Aufhängungsanordnung
erreicht, die eine gleichermaßen wirksame Dämpfung bei der Übertragung hochfrequenter
Schwingungen über die Aufhängungsfedern sowohl bei auf Druck,
wie auch bei auf Zug beanspruchten Federn ermöglicht.
In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist das Dämpfungselement an der
Oberfläche des Federdrahtes durch das Zusammenwirken einer teilweisen Einbettung
des Federdrahtes in die Kontaktfläche des Absorptionselementes mit
einer bestimmten Andrückkraft dieser Kontaktfläche auf den Federdraht, die
ausreichend groß ist, um einen engen Kontakt zwischen der Feder und dem
Dämpfungselement zu gewährleisten, befestigt.
Das Einbetten des Federdrahtes in die Kontaktfläche des Absorptionselementes
wird vorzugsweise durch elastische Verformung der Kontaktflächenbereiche des
Absorptionselementes erreicht, die auf den Draht der Feder Druck ausüben. Die
Andrückkraft der Kontaktfläche auf den Federdraht ist dabei bevorzugt im
wesentlichen radial zur Federachse gerichtet und kann sowohl nach einwärts
wie auch auswärts wirken. Soll die Druckkraft von außen auf die Feder ausgeübt
werden, weist das Absorptionselement vorteilhafterweise die Form einer
Hülse auf, deren Innenfläche die Kontaktfläche mit dem Draht der Feder
festlegt bzw. ausbildet. Der Innendurchmesser der Hülse wird hierbei
bevorzugt etwas kleiner als der Außendurchmesser der Feder gewählt, so daß
die Kontaktfläche des Absorptionselementes auf den Federdraht eine radial einwärts
gerichtete Druckkraft ausübt. Die Hülse ist zweckmäßigerweise in Längsrichtung
geschlitzt und wird vorteilhafterweise von einer Halteklammer oder
Spannklammer umschlossen. Bevorzugt ist die Innenfläche der Hülse
entsprechend der Außenkontur der Feder geformt. Um eine maximale Wirksamkeit
der Hülse zu erreichen, wird deren Länge vorteilhafterweise etwa gleich
der freien Länge der Feder gewählt.
In einer weiter vorteilhaften Ausbildung weist das Absorptionselement die
Form eines länglichen Körpers auf, dessen Außenumfangsfläche im
wesentlichen die Kontaktfläche mit dem Federdraht ausbildet. Zweckmäßigerweise
entspricht die Form der Außenfläche des länglichen Körpers der Innenkontur
der Feder. Vorteilhafterweise wird hierbei der Außendurchmesser des
länglichen Körpers etwas größer als der Innendurchmesser der Feder gewählt,
so daß die Kontaktfläche des Absorptionselementes auf den Federdraht eine im
wesentlichen radial nach außen gerichtete Druckkraft ausübt. Zweckmäßigerweise
entspricht auch hier die Länge des länglichen Körpers etwa der der
Feder.
Vorzugsweise wird das Absorptionselement aus einem viskoelastischen
Werkstoff hergestellt, der ausreichend weich ist, um sich in den Bereichen
seiner Kontaktflächen, in denen die Andruckkraft des Federdrahtes wirkt,
elastisch verformen zu können.
In einer anderen, ebenfalls bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das
Absorptionselement durch Reibung zwischen dem Draht und der Kontaktfläche
des Absorptionselementes an der Drahtoberfläche der Feder angebracht, wobei
die Reibung durch den radialen Druck des Absorptionselementes gegen die
Windungen der Feder erreicht wird und das Absorptionselement aus einem
viskoelastischen Werkstoff hergestellt ist, der hart genug ist, eine bezüglich
der Haltewirkung elastische Verformung in den Bereichen der Kontaktfläche
des Absorptionselementes, die auf den Draht der Feder Druck ausüben, zu
vermeiden. Zweckmäßigerweise wird auch hier wieder das Absorptionselement
in Form einer Hülse ausgebildet, deren Innenfläche die Kontaktfläche mit dem
Federdraht bildet und deren Form der äußeren Kontur der Feder entspricht.
Die Hülse ist auch hier wieder vorteilhafterweise in Längsrichtung gespalten
und weist einen Innendurchmesser auf, der etwas kleiner ist als der Außendurchmesser
der Federwände, so daß die Hülseninnenfläche radial einwärts auf
die Federwände Druck ausübt. Zweckmäßigerweise wird die Hülse von einer
Spannklammer umgeben, wobei in einer bevorzugten Ausbildung die Hülse
einstückig mit der Innenfläche der Spannklammer verbunden ist.
Bei der Verwendung einer Hülse als Absorptionselement wird zur Erzielung
einer maximalen Absorptionswirkung vorteilhafterweise die Länge der
Manschette im wesentlichen gleich der freien Länge der Feder gewählt.
In einer weiteren bevorzugten Ausbildung der Erfindung weist das Absorptionselement
die Form eines länglichen Stopfens auf, dessen äußere Fläche die
Kontaktfläche mit der Feder aufweist und dessen Form gleich der Innenkontur
der Feder ausgebildet ist. Zweckmäßigerweise ist dabei der Außendurchmesser
des länglichen Stopfens etwas größer als der Innendurchmesser der Feder
ausgeführt, so daß die Druckkraft der Kontaktfläche des Absorptionselementes
auf den Federdraht radial auswärts gerichtet ist. Vorteilhafterweise entspricht
dabei wiederum die Länge des Stopfens im wesentlichen der freien Länge der
Feder, d. h. der Länge der unbelasteten Feder.
In einer anderen, ebenfalls bevorzugten Weiterbildung der Erfindung ist an
wenigstens einem Ende des Stopfens eine axiale Bohrung vorgesehen, in die
ein, vorzugsweise hülsenförmiges, Spreizteil eingeführt ist, das so bemessen
ist, daß es den Außendurchmesser des länglichen Stopfens im Bereich des Axialloches
gegenüber dem Innendurchmesser der Feder etwas aufspreizt. Bevorzugt
ist hierbei die Spreizhülse mit einem Längsschlitz versehen.
In einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die
Dämpfungselemente in Form einer die Federwindungen einzeln umgebenden
Beschichtung ausgeführt, wobei diese Beschichtung vorzugsweise kontinuierlich
aufgebaut ist.
Zweckmäßigerweise wird für die Beschichtung Gummi gewählt, der den Federdraht
umhüllt.
In anderer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das Absorptionselement
als ein dünner Metalldraht ausgebildet, der den Draht der Feder spiralförmig
umwickelt.
Eine weitere bevorzugte Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß ein
Kissen mit einer mechanischen Impedanz eingesetzt wird, die deutlich geringer
als die der Feder ist, wobei das Kissen zwischen einem Ende der Feder und
seinem Befestigungspunkt an der Motorpumpeneinheit bzw. am Gehäuse angebracht
ist.
Unabhängig von den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung läßt sich
durch die Anordnung eines Absorptionselementes in jeder Feder eine besonders
gute Absorption der Schwingungsenergie bei hohen Frequenzen erreichen,
wobei die Energie in Form von Resonanzen einer Wellen-Längsfortpflanzung
entlang der Feder auftritt, wobei gerade die Federn für eine wesentliche
Energieübertragung zu dem Bauteil, an dem sie befestigt sind, verantwortlich
sind.
Die Verwendung von Absorptionselementen, die Gegenstand der vorliegenden
Erfindung ist, ermöglicht es, auch die herkömmlichen Aufhängungsfedern ebenfalls
mit Hochfrequenz-Isoliereigenschaften zu versehen, welche die
Schwingungen dämpfen, die das Kompressorgehäuse erreichen und die Lärmausstrahlung
durch die Vibration des Gehäuses verursachen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung im Prinzip beispielshalber
noch näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines bekannten, hermetisch abgeschlossenen
Kolbenkompressors mit einer am Gehäuse mit metallischen, auf
Zug beanspruchten Aufhängefedern befestigten Motorpumpeneinheit;
Fig. 2 eine gleiche Ansicht wie Fig. 1 eines anderen bekannten, hermetisch
dichten Kolbenkompressors, bei den die Motorpumpeneinheit am Gehäuse mit
metallischen, auf Druck beanspruchten Stützfedern befestigt ist;
Fig. 3 einen Längsschnitt entlang der Achse einer metallischen Schraubenfeder
(zur Beanspruchung auf Zug oder Druck) gemäß der Erfindung, wobei die Federwindungen
gemeinsam außen von einem rohrförmigen Absorptionselement
umgeben sind;
Fig. 3a eine Perspektivansicht des Absorptionselementes aus Fig. 3;
Fig. 4 einen Axial-Längsschnitt durch eine metallische Schraubenfeder (zur
Beanspruchung auf Zug oder Druck), deren Windungen gemeinsam innen ein
Absorptionselement in Form eines im wesentlichen zylindrischen Körpers
aufnehmen;
Fig. 5 einen Axial-Längsschnitt durch eine metallische Schraubenfeder (zur
Beanspruchung auf Zug oder Druck), welche die in Fig. 3 und 4 gezeigten Absorptionselemente
aufweist;
Fig. 6 eine teilweise durchbrochene Seitenansicht eines Absorptionselementes
in Form einer Spannhülse, die um eine in gestrichelten Linien dargestellte Aufhänge-
oder Stützfeder gespannt wird;
Fig. 7 einen Querschnitt durch das Absorptionselement aus Fig. 6 längs Linie
VII-VII in Fig. 6;
Fig. 8 einen Axial-Längsschnitt eines anderen Absorptionselementes in Form
eines zylindrischen Stopfens mit einem Spreizteil, wobei der Stopfen in eine
Druck- oder Zugfeder durch gegenseitiges Ineinandergreifen eingeführt wird
und auf die Federwindungen radial Druck ausübt;
Fig. 8a einen Querschnitt durch das Spreizteil aus Fig. 8 längs Linie
VIIIa-VIIIa;
Fig. 9 und 10 eine Feder, deren Windungen einzeln durch ein kontinuierliches
Absorptionselement in Form einer Beschichtung bzw. eines ummantelnden
Elementes umhüllt sind, und
Fig. 11 in einen Achs-Längsschnitt durch die Anordnung einer Aufhänge-
Schraubenfeder (Zugfeder) an einer Stütze des Kompressorgehäuses.
Die Fig. 1 und 2 illustrieren zwei bekannte Arten der Anbringung einer Motorpumpeneinheit
1 innerhalb eines Gehäuses 2 eines Kompressors unter
Benutzung metallischer Schraubenfedern 3, die auf Zug (Fig. 1) oder auf
Druck (Fig. 2) beansprucht werden.
Da es sich um metallische Federn 3 handelt, die mit ihren Enden an der Motorpumpeneinheit
1 und dem Gehäuse 2 befestigt sind, behindern sie in keiner
Weise die Ausbreitung der hochfrequenten Wellen, die durch die Schwingungen
der Motorpumpeneinheit 1 erzeugt und an das Gehäuse 2, verstärkt durch die
Federresonanzen, übertragen werden, wodurch sie unerwünschte Geräusche verursachen,
insbesondere im Fall der Anordnung nach Fig. 1.
Mit den in den Fig. 3 bis 10 dargestellten Federausbildungen wird demgegenüber
erreicht, daß die Übertragung solcher hochfrequenter Schwingungsenergie
von der Motorpumpeneinheit 1 zum Gehäuse 2 des Kompressors gedämpft wird.
Ein solcher Blockierungseffekt gegen die Übertragung von hochfrequenten
Schwingungen über die Federn 3 wird erreicht, wenn die Federn 3 mit
Dämpfungselementen gekoppelt werden, die hochfrequente Schwingungsenergie
absorbieren und in Wärme umwandeln können, die innerhalb des Gehäuses 2 abgeleitet
wird.
Bei dem in Fig. 3 gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Absorptionselement
10 in Form einer Hülse 10 ausgeführt, deren Längserstreckung der freien
Länge (d. h. der Länge ohne Krafteinwirkung) der Feder 3 entspricht und deren
innere Zylinderfläche einen etwas kleineren Durchmesser als der Außendurchmesser
der Feder 3 aufweist. Dabei sind die Windungen der Feder 3 teilweise
mit dem Material des Absorptionselementes bedeckt, wodurch die Übertragung
hochfrequenter Schwingungsenergie von der Feder 3 an das Absorptionselement
10 verbessert wird.
Das Material der Hülse 10 kann aus jedem geeigneten viskoelastischen
Werkstoff bestehen, wie z. B. aus Weichgummi (geschäumt oder nicht), der in
der Lage ist, die Wellen-Fortpflanzungsenergie bei hohen Frequenzen über die
Feder zu absorbieren, indem er die Schwingungsenergie in Wärme umwandelt.
Der Werkstoff der Hülse 10 sollte aber auch genügend weich sein, damit in
Verbindung mit der obenerwähnten Durchmesserdifferenz in Vergleich zur
Feder 3 die Innenfläche der Hülse 10, die in Kontakt mit den Federwindungen
steht, durch letztere elastisch verformt wird, wobei die Federwindungen
teilweise in die entsprechenden weniger elastischen Bereiche der Hülseninnenflächen
eingreifen.
Die Hülse 10 kann auch in Längsrichtung in 12 gespalten sein, um ihre
Anpassung um eine bereits zwischen der Motorpumpeneinheit 1 und dem Gehäuse
2 montierte Feder zu erleichtern. In Richtung der Hülsendicke kann der
Längsspalt 12 schräg zum Radius verlaufen.
Die Längserstreckung der Hülse 10 kann so bemessen sein, daß die Feder 3 nur
über einen Teil ihrer Erstreckung umfaßt wird, vorausgesetzt, daß dabei eine
ausreichende Absorption der Schwingungsenergie durch die Hülse 10 sichergestellt
wird. Trotzdem sollte beachtet werden, daß je größer die Kontaktfläche
zwischen dem Material des Absorptionselementes 10 und dem Federdraht
ist, desto größer wird auch die Absorption von Schwingungsenergie durch
das Absorptionselement sein.
Dasselbe Prinzip kann auch zur exakten Bestimmung des Werkstoffes und der
Wanddicke des Absorptionselementes 10 eingesetzt werden. Der Werkstoff
sollte so ausgewählt werden, daß eine ausreichende Absorption von
Schwingungsenergie mit einem Wanddicken-Standart gesichert wird, der zum
Einsatz bei im Inneren eines Gehäuses eines hermetisch abgeschlossenen
Kolbenkompressors für kleine Kühlmaschinen vorhandenen Zwischenräume
geeignet ist.
Im Falle, daß die Federn 3 konische Windungen aufweist, wird die Hülse 10
mit einer profilierten Innenfläche versehen, um die Feder 3 von außen zu umfassen.
Bezüglich bekannter Schraubenfedern hat die Erfahrung gezeigt, daß eine
Hülse 10 mit einer nur wenig kleineren Länge als die freie Länge der Feder,
die etwa 26 mm beträgt, und mit einer Wanddicke von etwa 8,5 mm aus
porösem Gummi mit einer Härte weniger als 25 IRHD ausreicht, um ungefähr
4,0 dB (vier Dezibel) der hochfrequenten Schwingungsenergie bei der Übertragung
über die Feder zu absorbieren.
In Fig. 4 ist ein anderes Absorptionselement 20 dargestellt, das die Form eines
länglichen (in diesem Fall: zylindrischen) Körpers aufweist, das mit derselben
Länge wie die Schraubenfeder 3 versehen ist und vorzugsweise aus einem viskoelastischen
Werkstoff, wie z. B. Weichgummig (geschäumt oder nicht), besteht.
Der zylindrische Körper 20 weist einen Durchmesser auf, der etwas größer als
der Innendurchmesser der Windungen der Schraubenfeder 3 ist, um das notwendige
Ineinandergreifen mit der Feder zu gewährleisten, wenn der Körper in
der Feder sitzt, wobei der Werkstoff des Absorptionselementes und die vorher
erwähnte Durchmesserdifferenz so gewählt ist, daß beim Zusammenbau ein
Ineinandergreifen bzw. ein gegenseitiges Eindringen oder Verhaken des Absorptionselementes
und des Federkörpers miteinander in der gleichen Art
ermöglicht wird, wie dies in Zusammenhang mit dem Absorptionselement 10
bereits beschrieben wurde.
Fig. 5 zeigt die gleichzeitige Verwendung von zwei Absorptionselementen in
nur einer Feder, wobei die Hülse 10 um die Feder herum angeordnet ist,
während der zylindrische Körper 20 in der Feder 3 sitzt. Diese Anordnung
kann in Fällen nützlich sein, in denen aufgrund verstärkter hochfrequenter
Schwingungen ein hoher Absorptionsgrad notwendig ist.
Es sollte beachtet werden, daß der zylindrische Körper 20 konisch geformt
sein kann, wenn die Feder konisch zulaufende Windungen aufweist.
Bei der in den Fig. 3, 4 und 5 dargestellten Anordnung des Absorptionselementes
an der Feder wird die Halterung zwischen beiden durch ein
Ineinandergreifen von Federwindungen und Absorptionswerkstoff erhalten, so
daß das Absorptionselement die Hochfrequenz-Schwingungen der Feder
aufnehmen und zurückhalten kann. Die hochfrequenten Wellen entlang der
Feder werden von den Windungen zu den weniger elastischen Bereichen der
Seitenfläche des Absorptionselementes übertragen, wo sie absorbiert werden
und die Schwingungsenergie in Wärme umgewandelt wird. Bei dieser Lösung ist
es notwendig, daß die Seitenwände des Absorptionselementes teilweise die
Federwindungen umklammern und einen gewissen Druck auf diese ausüben, um
zu gewährleisten, daß die hochfrequenten Schwingungen auf das Adsorptionselement
übertragen werden können. Die Hülse 10 kann weiterhin von einer
Halteklammer (nicht gezeigt) umgriffen sein, um das Aufbringen ausreichenden
Drucks von Absorptionselementen auf die Feder 3 zu begünstigen.
Die Fig. 6 und 7 zeigen eine zu den Fig. 3 und 3a andere Ausführungsform.
Dabei ist das Absorptionselement in Form einer Hülse 30 aus viskoelastischem
Material, wie z. B. aus Weich- oder Schaumgummi, ausgeführt, wobei an der
Hülse 30 ein Längsschlitz 32 angebracht und die Hülse 30 so dimensioniert ist,
daß sie die Feder 3 von außen umklammert und einen gewissen radialen Druck
auf deren Windungen ausübt, um hierdurch eine Reibungskraft auszulösen.
Der radiale Druck der Hülse 30 auf die Feder 3 kann durch die der Hülse 30
eigene elastische Verformungskraft erhalten werden oder mit Hilfe einer Spannklammer
35, welche die äußere Seitenwand der Hülse 30 umfaßt. Die Befestigung
zwischen der Klammer 35 und der Hülse 30 kann auf verschiedenen
Wegen erreicht werden, wozu auch eine Vulkanisation der Hülse 30 direkt auf
die Innenfläche der metallischen Spannklammer 35 gehört, um mit dieser ein
einstückiges Bauteil auszubilden.
Fig. 8 zeigt ein Absorptionselement in Form eines länglichen Stopfens 40 aus
Weichgummi, der im dargestellten Beispiel eine zylindrische Form aufweist
und zur Aufnahme in einer Aufhänge- oder Stützfeder angelegt ist, wobei
seine Seitenwand einen gewissen radialen Druck auf die Federwindungen ausübt.
Ein solcher Druck läßt sich erreichen durch die Eigenelastizität des
Stopfens 40 und durch das Maß seiner Kompression in der Feder und/oder
durch Einsetzen eines Spreizteiles 45 in einem Axialloch 43, das von
wenigstens einem Ende des Stopfens 40 ausgeht. Als Spreizteil wird, wie Fig.
8a zeigt, eine runde Spreizhülse verwendet, die in diesem Beispiel einen über
ihre gesamte Länge durchgehenden Längsschlitz aufweist. Bezüglich der Hülse
30 aus den Fig. 6 und 7 sowie des Zylinderstopfens 40 aus Fig. 8 wird eine
Übertragung der hochfrequenten Schwingungen von der Feder zum Absorptionselement
durch die Reibung zwischen den Federkontaktflächen und dem Absorptionselement
erreicht, wobei die Reibung von den Werkstoffen der Feder
und des Absorptionselementes sowie von der radialen Druckkraft zwischen
diesen abhängt.
Die vorstehenden Ausführungen über die Absorptionselemente 10 und 20 gelten
ebenso für den Werkstoff, die Abmessungen und die Form der Hülse 30 und des
Zylinderstopfens 40, wobei aber darauf hinzuweisen ist, daß im Fall der Hülse
30 und des Zylinderstopfens 40 der viskoelastische Werkstoff nicht ausreichend
weich ist, um ein teilweises Einbetten des Federdrahtes in die Kontaktfläche,
wie es in den Fig. 3, 3a, 4 und 5 gezeigt ist, sicherzustellen.
Eine andere konstruktive Ausbildung des Absorptionselementes ist in Fig. 9
dargestellt. In dieser Ausführung ist das Absorptionselement in Form einer
vorzugsweise kontinuierlichen Beschichtung 50 ausgebildet, welche die Federwindungen
einzeln umgibt und aus Gummi, der auf dem Federdraht aufvulkanisiert
sein kann oder nicht, aus Bleilegierungen oder irgendeinem
anderen Werkstoff bestehen kann, der hochfrequente Schwingungen gut zu
absorbieren imstande ist, ohne die Federelastizität bei niedrigen Frequenzen
zu beeinflussen.
In Fig. 10 ist eine Variante zu der in Fig. 9 gezeigten Ausführung dargestellt,
bei der das Absorptionselement in Form eines Metallfadens 60, wie z. B. einer
Feder mit einem viel kleineren Drahtdurchmesser als der Draht der Feder 3,
ausgebildet ist, der den Draht der Aufhänge- oder Stützfeder spiralförmig
umgibt.
Bei der in Fig. 9 gezeigten Ausführungsform wird der Absorptionseffekt aufgrund
des engen Kontaktes zwischen dem Beschichtungswerkstoff und der
Drahtwindung erreicht, ähnlich wie bei den Ausführungsformen der Fig. 6 und
7.
Die in Fig. 10 gezeigte Konstruktion gewährleistet die gewünschte Absorption
der Schwingungen durch die metallische Reibung zwischen dem Draht der Aufhängefeder
und dem Draht der Umhüllungsfeder, wodurch die Schwingungsenergie
in Wärme umgewandelt wird, die in die Umgebung der Baugruppe
abgeleitet wird.
Um die Dämpfung von Schwingungsenergie durch die Feder zum Kompressorgehäuse
hin noch mehr zu steigern, kann ein Kissen 70 (Fig. 11) aus einem
Werkstoff mit einer mechanischen Impedanz, die erheblich verschieden
(niedriger) von der in Feder 3 (Impedanzfehlanpassung) ist, wie z. B. aus
Kunststoff oder Gummi, vorgesehen sein, wobei das Kissen 70 zwischen einem
Ende der Feder 3 und seinem Befestigungspunkt an der Motorpumpeneinheit 1
und/oder am Gehäuse 2 angeordnet ist. Dieses Kissen 70 übernimmt hier die
Funktion, die Übertragung von hochfrequenter Schwingungsenergie zum
Kompressorgehäuse zu verringern.
Claims (29)
1. Anordnung zur Aufhängung eines hermetisch dichten Kolbenkompressors mit
einem hermetisch dichten Gehäuse, in dem eine Motorpumpeneinheit mittels
Schraubenfedern aufgehängt ist, deren Enden jeweils gemeinsam am Gehäuse
und an der Motorpumpeneinheit befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens ein Absorptionselement (10, 20, 30, 40, 50, 60) zur Absorption hochfrequenter
Schwingungsenergie vorgesehen ist, das an wenigstens einer
Schraubenfeder (3) befestigt ist und längs eines Abschnitts des Federdrahtes
mit wenigstens einem Teil der Oberfläche desselben in engem Kontakt steht,
um die Schwingungsenergie bei den Resonanzen von sich in Längsrichtung
ausbreitenden Wellen, die bei Betrieb des Kompressors erregt werden, über die
Schraubenfeder (3) zu absorbieren und zu dämpfen, ohne die Elstizitätseigenschaften
der Feder (3) bei niedrigen Frequenzen zu ändern.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Absorptionselement
(10, 20) an der Drahtoberfläche der Feder (3) durch teilweises Einbetten
des Federdrahtes in die Kontaktfläche des Absorptionselementes (10,
20) und durch einen gewissen Druck derselben auf den Federdraht befestigt ist,
wobei dieser Druck ausreicht, um einen engen Kontakt zwischen der Feder und
dem Absorptionselement zu gewährleisten.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das teilweise Einbetten
des Drahtes der Feder (3) in die Kontaktfläche des Absorptionselementes
(10, 20) mittels der elastischen Verformung der Kontaktflächenbereiche
des Absorptionselementes, die auf den Draht der Feder (3) Druck
ausüben, erhalten wird.
4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck
der Kontaktfläche auf den Federdraht in einer relativ zur Achse der Feder (3)
im wesentlichen radialen Richtung, einwärts oder auswärts gerichtet, ausgeübt
wird.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß
das Absorptionselement die Form einer Hülse (10; 30) aufweist, deren Innenfläche
die Kontaktfläche mit dem Draht der Feder (3) festlegt.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (10)
einen Innendurchmesser aufweist, der etwas kleiner als der Außendurchmesser
der Feder (3) ist, so daß durch die Kontaktfläche des Absorptionselementes auf
den Federdraht radial einwärts Druck ausübbar ist.
7. Anordnung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse
(10; 30) in Längsrichtung gespalten ist.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Hülse (10; 30) von einer Halte- oder Spannklammer (35) umschlossen ist.
9. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die Innenfläche der Hülse (10; 30) dieselbe Form wie die Außenkontur der
Feder (3) aufweist.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Hülse (10; 30) eine Länge aufweist, die im wesentlichen gleich der freien
Länge der Feder (3) ist.
11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Absorptionselement die Form eines länglichen Körpers (20) aufweist,
dessen äußere Rotationsfläche im wesentlichen die Kontaktfläche mit dem
Draht der Feder (3) festlegt.
12. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche
des länglichen Körpers (20) eine Form aufweist, die gleich der Innenkontur der
Feder (3) ist.
13. Anordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der längliche
Körper (20) einen Durchmesser aufweist, der etwas größer als der Innendurchmesser
der Feder (3) ist, so daß mittels der Kontaktfläche des Absorptionselementes
der Federdraht im wesentlichen radial nach auswärts drückbar ist.
14. Anordnung nach einem der Asnprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet,
daß der längliche Körper (20) eine Länge aufweist, die im wesentlichen gleich
der Länge der Feder (3) ist.
15. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet,
daß das Absorptionselement (10, 20) aus viskoelastischem Werkstoff besteht,
der ausreichend weich ist, um sich in den Bereichen seiner Kontaktfläche, die
gegen den Draht der Feder (3) gedrückt ist, elastisch zu verformen.
16. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 4-10, dadurch gekennzeichnet,
daß das Absorptionselement (30, 40) an der Drahtoberfläche der Feder (3)
durch Reibung zwischen dem Draht und der Kontaktfläche des Absorptionselementes
befestigt ist, wobei die Reibung durch den Druck des Absorptionselementes
(30, 40) gegen die Windungen der Feder (3) ausgelöst wird und das
Absorptionselement aus einem viskoelastischen Werkstoff besteht, der hart
genug ist, eine hinsichtlich des Haltesitzes relevante elastische Verformung in
den Bereichen der Kontaktfläche des Absorptionselementes (30, 40), die auf
den Draht der Feder (3) Druck ausüben, zu vermeiden.
17. Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet,
daß die Hülse (30) einstückig in die Innenfläche der Spannklammer (35) eingelagert
ist.
18. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Absorptionselement
die Form eines länglichen Stopfens (40) aufweist, dessen äußere
Rotationsfläche eine Kontaktfläche mit den Windungen der Feder (3)
festlegt und eine der Innenkontur der Feder (3) gleiche Form aufweist.
19. Anordnung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der längliche
Stopfen (40) einen Durchmesser aufweist, der etwas größer als der Innendurchmesser
der Feder (3) ist, so daß über Kontaktfläche des Absortionselementes
der Federdraht radial nach auswärts drückbar ist.
20. Anordnung nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, daß der
längliche Stopfen (40) eine Länge aufweist, die im wesentlichen gleich der
freien Länge der Feder (3) ist.
21. Anordnung nach einem der Ansprüche 18 bis 20, dadurch gekennzeichnet,
daß der längliche Stopfen (20) ein Axialloch (43) aufweist, das von wenigstens
einem der Enden des Stopfens ausgeht und in das ein Spreizteil (45) eingeführt
ist, mittels dessen der Außendurchmesser des länglichen Stopfens im Bereich
des Axialloches (43) etwas über den Innendurchmesser der Feder (3)
vergrößerbar ist.
22. Anordnung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Spreizteil
als Spreizhülse (45) ausgebildet ist.
23. Anordnung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizhülse
(45) einen Längsschlitz aufweist.
24. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Absorptionselement
als eine Beschichtung (50) ausgebildet ist, welche die Federwindungen
einzeln umgibt.
25. Anordnung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die
Beschichtung (50) kontinuierlich ausgebildet ist.
26. Anordnung nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung
(50) aus Gummi besteht, der auf den Draht der Feder (3) aufgebracht
ist.
27. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Absorptionselement
durch einen Metallfaden (60) gebildet ist, der den Draht der Feder
spiralförmig umgibt.
28. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kissen (70)
aus einem Material mit einer mechanischen Impedanz vorgesehen ist, die
deutlich geringer als die der Feder (3) ist, wobei das Kissen zwischen einem
Ende der Feder (3) und seinem Befestigungspunkt an der Motorpumpeneinheit
(1) und/oder am Gehäuse (2) angeordnet ist.
29. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet,
daß an allen Schraubenfedern (3) der Aufhängung jeweils ein Absortionselement
(10; 20; 30; 40; 50; 60; 70) vorgesehen ist.
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