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Dokumentenidentifikation DE10254044A1 09.06.2004
Titel Kältemittelverdichteranordnung
Anmelder Danfoss Compressors GmbH, 24939 Flensburg, DE
Erfinder Froslev, Peter, Sydals, DK;
Iversen, Frank Holm, Padborg, DK
Vertreter Patentanwälte Knoblauch und Knoblauch, 60322 Frankfurt
DE-Anmeldedatum 20.11.2002
DE-Aktenzeichen 10254044
Offenlegungstag 09.06.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.06.2004
IPC-Hauptklasse F04B 35/04
Zusammenfassung Es wird eine Kältemittelverdichteranordnung (1) angegeben mit einem Verdichter (16), der von einem elektrischen Rotationsmotor (2) mit Stator (4) und Rotor (7) angetrieben ist.
Man möchte den Aufbau der Verdichteranordnung vereinfachen.
Hierzu ist der Rotor (7) drehbar auf einer Rotorwelle (8) angeordnet.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Kältemittelverdichteranordnung mit einem Verdichter, der von einem elektrischen Rotationsmotor mit Stator und Rotor angetrieben ist.

Eine derartige Kältemittelverdichteranordnung ist beispielsweise aus US 6 095 768 bekannt.

Kältemittelverdichter dieser Art sind seit langer Zeit bekannt und werden in großen Stückzahlen hergestellt. Hierbei gibt es eine Reihe von Anforderungen an diese Maschinen. Zum einen müssen sie im Hinblick auf den Energieverbrauch im Betrieb optimiert sein. Zum anderen ist es wünschenswert, den Verdichter bei gegebener Kälteleistung platzsparend zu bauen, damit für einen Nutzer eines Kühlgeräts, in dem die Verdichteranordnung eingebaut ist, möglichst viel Nutzraum zur Verfügung steht. Gleichzeitig sollen die Herstellungskosten so niedrig wie möglich gehalten werden.

Im bekannten Fall ist der Motor in einem Gehäuse angeordnet, das Lager für die Rotorwelle trägt. Die Rotorwelle ist im Bereich ihrer beiden Enden abgestützt, wobei das obere Ende in einer Stahlschiene gelagert ist, die das Gehäuse überbrückt und mit dem Gehäuse verschweißt ist. An dieser Stahlschiene ist auch der Verdichter befestigt, der vom Motor angetrieben wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufbau der Verdichteranordnung zu vereinfachen.

Diese Aufgabe wird bei einer Kältemittelverdichteranordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Rotor drehbar auf einer Rotorwelle angeordnet ist.

Mit dieser Ausgestaltung erreicht man mehrere Vorteile:

Zum einen wird die Montage der Verdichteranordnung einfacher. Üblicherweise wird zum Verbinden von Rotor und Rotorwelle der Rotor erwärmt und dann auf die Welle aufgeschrumpft. Dieser Schritt ist nicht mehr notwendig, weil der Rotor bei der Montage der Verdichteranordnung einfach auf die Rotorwelle aufgesteckt wird und sich dann weiter drehen können muß. Dadurch, daß die Rotorwelle nicht mehr mit dem Rotor mitdreht, wird auch das Gewicht der rotierenden Massen verringert. Dadurch spart man Antriebsleistung, d.h. man verringert die Leistungsaufnahme des Motors.

Vorzugsweise ist der Motor in einem Gehäuse angeordnet und die Rotorwelle ist fest mit dem Gehäuse verbunden. Zur Herstellung der Verdichteranordnung stellt man also zunächst das Gehäuse mit Rotorwelle her und setzt dann den Motor ein, wobei man den Rotor einfach auf die Rotorwelle aufstecken kann. Da man die Rotorwelle nicht mehr an zwei Enden abstützen muß, kann das Gehäuse einfacher ausgebildet werden. Es kann insbesondere nach oben hin offen sein, also zu der Seite hin, an der der Verdichter angeordnet ist. Dadurch wird wiederum die Montage vereinfacht. Durch das offene Gehäuse können die einzelnen Komponenten des Motors eingesetzt werden, ohne daß nachfolgend Maßnahmen erforderlich wären, um das Gehäuse zu verschließen. Der Motor bleibt relativ frei zugänglich, so daß man bei der Ausbildung einer Kurbelverbindung zwischen dem Rotor und dem Verdichter größere Freiheiten hat. Darüber hinaus wird Bauraum eingespart.

Hierbei ist besonders bevorzugt, daß die Rotorwelle einstückig mit dem Gehäuse ausgebildet ist. Das Gehäuse kann beispielsweise als Gußteil aus Stahl oder Aluminium ausgebildet sein. Durch die einstückige Verbindung ergibt sich eine hohe Festigkeit. Man benötigt keine zusätzlichen Montageschritte, um die Rotorwelle und das Gehäuse miteinander zu verbinden. Außerdem läßt sich dadurch der Luftspalt zwischen Rotor und Stator auf einfache Weise genau einstellen. Dies wird dadurch erreicht, daß einerseits der Stator durch die Innenkontur des Gehäuses geführt wird und andererseits der Rotor durch die Position der Rotorwelle. Durch die einstückige Ausführung der Rotorwelle mit dem Gehäuse wird gewährleistet, daß die Achse der Rotorwelle mit dem Zentrum des Gehäusequerschnitts zusammenfällt. Damit ist die Position von Rotor und Stator zueinander eindeutig festgelegt.

Vorzugsweise ist eine Grundplatte, auf der ein Kurbelzapfen eines Kurbeltriebs zwischen Motor und Verdichter angeordnet ist, drehfest mit dem Rotor verbunden. Da sich die Rotorwelle nun nicht mehr mit dem Rotor mitdreht, benötigt man eine andere Möglichkeit, um die Rotationsbewegung des Rotors auf den Kurbeltrieb zu übertragen. Hierzu ist die insbesondere scheibenförmige Grundplatte vorgesehen, die drehfest mit dem Rotor verbunden ist. Wenn sich der Rotor dreht, wird die Grundplatte mitgedreht. Die Verwendung einer Grundplatte ermöglicht eine Reihe von unterschiedlichen Arten zur Befestigung des Kurbeltriebs an dem Rotor. Man kann sich dann diejenige Befestigungsart aussuchen, die für den jeweiligen Anwendungszweck günstig ist.

Hierbei ist bevorzugt, daß die Grundplatte außerhalb der Rotationsachse mit dem Rotor verbunden ist. Die Verbindung zwischen dem Rotor und der Grundplatte hat dann einen gewissen Hebelarm. Die Verbindung muß also nicht so stabil sein, um ausreichende Momente übertragen zu können. Dies vereinfacht die Herstellung und erhöht die Lebensdauer.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Grundplatte einstückig mit einem Korpus des Rotors ausgebildet ist. Die Grundplatte kann beispielsweise mit dem Korpus des Rotors in einem Druckgußverfahren hergestellt werden. Damit vereinfacht sich die Montage. Die Verbindung zwischen dem Rotor und der Grundplatte ist bei dieser Ausgestaltung außerordentlich stabil.

In einer alternativen Ausgestaltung ist vorgesehen, daß die Grundplatte über Nietzapfen, die von der der Grundplatte benachbarten Oberseite des Rotors vorstehen und die durch Bohrungen in der Grundplatte geführt sind, mit dem Rotor verbunden ist. Diese Nietzapfen weisen vor der Montage der Grundplatte an ihrem oberen Ende einen Abschnitt mit geringerem Durchmesser auf, so daß sie leicht in entsprechende Bohrungen in der Grundplatte eingeführt werden können und dann über die Oberseite der Grundplatte vorstehen. Die Bohrungen in der Grundplatte erweitern sich nach oben, d.h. vom Rotor weg, so daß bei einer nachfolgenden Deformation der Nietzapfen die Bohrungen vollständig ausgefüllt werden können. Dadurch wird die Grundplatte fest mit dem Rotor verbunden und es ergibt sich eine praktisch ebene Oberfläche der Grundplatte. Außerdem läßt sich gleichzeitig mit dem Nieten ein Kalibrierprozeß durchführen, der die Rechtwinkligkeit der Oberfläche der Grundplatte zur Rotorachse sichert.

Vorzugsweise ist ein Abstand zwischen der Rotationsachse des Rotors und der Achse des Kurbelzapfens wählbar. Dies erlaubt es, gleiche Bauteile für verschiedene Hublängen des Verdichters zu verwenden. Man kann daher den Motor mit der Grundplatte und dem Kurbelzapfen für unterschiedliche Verdichter verwenden. Dies erlaubt es wiederum, Teile des Motors und des Verdichters in größerer Stückzahl zu fertigen, was wiederum die Herstellungskosten senkt.

Eine bevorzugte Lösung besteht darin, daß die Grundplatte mehrere Montagepositionen für den Kurbelzapfen aufweist. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, daß die Grundplatte mehrere Bohrungen aufweist, in die der Kurbelzapfen eingesteckt werden kann, wobei diese Bohrungen unterschiedliche Abstände zur Rotorachse aufweisen. Es ist aber auch möglich, den Kurbelzapfen auf andere Weise an der Grundplatte zu befestigen, wenn sichergestellt ist, daß die Achse des Kurbelzapfens mit einem wählbaren Abstand zur Rotationsachse montiert werden kann.

In einer alternativen oder zusätzlichen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß der Kurbelzapfen exzentrisch zu einem Befestigungszapfen angeordnet ist, der in die Grundplatte eingesteckt ist. Durch die Wahl einer Winkelstellung des Kurbelzapfens gegenüber der Grundplatte läßt sich dann der Abstand der Achse des Kurbelzapfens zur Rotationsachse der Grundplatte, d.h. des Rotors, einstellen. Diese Einstellung kann relativ genau erfolgen. Man kann also sowohl die Hublänge des Kolbens als auch den Totraum im Zylinder genau einstellen.

Bevorzugterweise ist zwischen der Grundplatte und der Rotorwelle ein Axialdrucklager angeordnet. Die Grundplatte hat bei dieser Ausgestaltung eine weitere Funktion: sie dient nämlich dazu, die auf den Rotor in Axialrichtung wirkenden Kräfte aufzunehmen. Üblicherweise ist die Verdichteranordnung so montiert, daß die Rotationsachse des Rotors vertikal steht. In diesem Fall ist der Rotor sozusagen an der Grundplatte aufgehängt.

In einer alternativen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß die Rotorwelle mindestens einen Vorsprung aufweist, auf dem sich der Rotor über ein Axialdrucklager abstützt. Ein derartiger Vorsprung ist zweckmäßigerweise im Bereich des unteren Endes der Rotorwelle vorgesehen.

Bevorzugterweise sind alle Lager als selbstschmierende Lager ausgebildet. Dies ermöglicht einen weitgehenden Verzicht auf eine Ölschmierung. Selbstschmierende Lager können beispielsweise Lagerelemente mit einer Beschichtung aus Kohlenstoff, z.B. Graphit, oder Tetrafluorethylen aufweisen.

Auch ist von Vorteil, wenn der Verdichter einen Kolben und einen Zylinder aufweist, die jeweils aus keramischen Materialien gebildet sind, wobei zwischen Kolben und Zylinder ein Gleitring aus einem Kunststoff angeordnet ist. In diesem Fall kann man vollständig auf eine Ölschmierung verzichten. Dies ist besonders vorteilhaft in Bezug auf eine unerwünschte externe Ölzirkulation. Man kann also vermeiden, daß Öl zusammen mit dem Kältemittelstrom aus dem Verdichter in die übrigen Bauteile einer Kälteanlage geschleppt wird. Besonders in den Wärmetauschern kann dies den Wärmeübergang verschlechtern. Wenn sich zuviel Öl im Kompressor ansammelt, kann dies zu Beschädigungen des Kompressors führen.

Alternativ dazu kann am unteren Ende der Rotorwelle eine Ölpumpe angeordnet sein, die eine die Rotorwelle durchsetzende Antriebswelle aufweist, die an ihrem oberen Ende in drehmomentübertragender Verbindung mit dem Rotor steht. Die Ölpumpe taucht dann in an sich bekannter Weise in einen Ölsumpf ein. Sie kann beispielsweise als Gerotorpumpe ausgebildet sein. Da sich die Rotorwelle nicht mehr dreht, ist eine zusätzliche Antriebswelle für die Ölpumpe erforderlich.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher beschrieben. Hierin zeigen:

1 eine Kältemittelverdichteranordnung im Längsschnitt I-I nach 2,

2 eine Querschnittsansicht II-II nach 1,

3 eine perspektivische Explosionsdarstellung der Verdichteranordnung,

4 eine zweite Ausführungsform einer Verdichteranordnung im Schnitt entsprechend 2 und

5 eine dritte Ausführungsform einer Verdichteranordnung im Schnitt entsprechend 2.

Eine Verdichteranordnung 1 weist einen Motor 2 auf, der in einem Gehäuse 3 angeordnet ist. Der Motor 2 weist einen Stator 4 mit einem Statorblechpaket 5 und Statorwicklungen 6 auf. Innerhalb des Stators 4 ist ein Rotor 7 angeordnet. Der Rotor 7 ist drehbar auf einer Rotorwelle 8 gelagert, die fest mit dem Gehäuse 3 verbunden ist. Im vorliegenden Fall ist die Rotorwelle 8 einstükkig mit dem Gehäuse 3 ausgebildet, beispielsweise als Gußteil.

Wie aus 3 zu erkennen ist, weist der Stator 4 eine praktisch rechteckige Außenform auf. Dementsprechend weist das Gehäuse 3 eine Innenkontur auf, die an die Form des Stators 4 angepaßt ist. Die Innenkontur ist also ebenfalls rechteckförmig ausgebildet. Wenn der Stator 4 in das Gehäuse 3 eingesetzt ist, dann ist er dort drehfest gelagert.

Durch die im wesentlichen rechteckige Form des Gehäuses 3 ergeben sich in Umfangsrichtung gesehen vier Wände, von denen drei eine Bauhöhe aufweisen, die zwar das Blechpaket 5 des Stators 4 überragen, aber nicht über die Statorwicklung 6 am oberen Ende hinausragen. An dem über das Blechpaket 5 überstehenden Teil weisen diese Wände Vorsprünge 9 auf. Diese Wände weisen darüber hinaus Durchbrüche 10 auf, die an ihrem oberen Rand durch Stege 11 begrenzt sind, die die Vorsprünge 9 miteinander verbinden.

Das Gehäuse 3 weist eine Bodenplatte 12 auf, die über eine Stufe 13 in die Wände übergeht. Im Bereich der Stufe sind Ausnehmungen 14 vorgesehen, durch die Teile der Statorwicklung 6 nach außen ragen können.

Eine Seitenwand 15 ist etwas stabiler ausgebildet als die übrigen Seitenwände. Diese Seitenwand 15 steht in Axialrichtung des Motors 2 über diesen über. Diese Seitenwand 15 bildet eine Abstützung für einen Verdichter 16, der einen Zylinder 17 aufweist, in dem ein Kolben 18 bewegbar ist. Der Kolben 18 wiederum wird, wie weiter unten erläutert, vom Motor 2 hin und her bewegt, um das Volumen des Zylinders 17 zu verkleinern und zu vergrößern.

Der Zylinder 17 ist in einem Zylinderrohr 19 ausgebildet, das einen umlaufenden Flansch 20 an einem Ende aufweist. Das Zylinderrohr 19 ist von der Außenseite, d.h. der dem Motor 2 abgewandten Seite her, durch die Öffnung 21 hindurchgesteckt, so daß der Flansch 20 an der Außenseite der Seitenwand 15 befestigt werden kann. In der Seitenwand 15 sind hierbei Befestigungsöffnungen 22 vorgesehen, in die Gewindebolzen eingeschraubt werden können, die durch entsprechende Ausnehmungen 23 am Flansch 20 des Zylinderrohrs 19 geführt sind.

Die Außenseite der Seitenwand 15 ist eben. Sie dient als Auflagefläche für eine Ansaug- und Ausstoßvorrichtung 24, die ein Ventilplattenpaket 25 mit Saug- und Druckventilen und einen Saugschalldämpfer 26 aufweist.

Der Motor 2 ist mit Hilfe von Federelementen 27 (in 1 nur gestrichelt dargestellt) im Gehäuse 3 befestigt. Hierzu weist das Gehäuse im Bereich der Vorsprünge 9 schlitzförmige Öffnungen 28 auf, in die die Federelemente 27 eingesteckt werden können. Die Federelemente 27 rasten dann unter den Stegen 11 ein (siehe 2) und spannen das Blechpaket 4 gegen die Stufe 13, auf der das Blechpaket 4 aufliegt. Die sonst üblichen Bolzen oder Schweißverbindungen zum Zusammenhalten des Statorblechpakets 4 können dadurch entfallen, und man verbessert den Wirkungsgrad des Motors durch eine Reduktion der Wirbelstromverluste.

Das Gehäuse 3 ist an seiner Oberseite, d.h. der dem Verdichter 16 zugewandten Seite, offen. Das Zylinderrohr 19 ist ausschließlich an der Seitenwand 15 befestigt. Es kann, wie man in 1 erkennen kann, auch auf einem Teil der Statorwicklung 6 abgestützt sein.

Der Rotor 7 ist über eine Nietverbindung 29 drehfest mit einer Grundplatte 30 verbunden, die sich mit dem Rotor 7 dreht. Die Nietverbindung 29 ist gebildet durch Nietzapfen 57, die sich durch Bohrungen 56 in der Grundplatte 30 erstrecken. Die Bohrungen 56 weiten sich an der Oberseite der Grundplatte 30 auf. Wenn die Nietzapfen 57 verformt werden, entsteht eine formschlüssige Verbindung. In der Längsschnittansicht der 1 ist nur eine Nietverbindung 29 erkennbar. In Umfangsrichtung verteilt sind aber mehrere entsprechende Nietverbindungen 29 vorgesehen, vorzugsweise mindestens drei.

Zwischen der Grundplatte 30 und der Rotorwelle 8 ist ein Axialdrucklager 31 ausgebildet. Zwischen der Welle 8 und dem Rotor 7 ist ansonsten ein Gleitlager 32 vorgesehen.

An der Oberseite der Grundplatte 30 ist ein Ausgleichsgewicht 33 angeordnet, das auf praktisch beliebige Art mit der Grundplatte 30 verbunden sein kann. beispielsweise durch Nieten, Schrauben, Kleben oder Schweißen.

Ein Kurbelzapfen 34 ist mit einem Montageflansch 35 ausgebildet, der auf der Grundplatte 30 aufliegt. Der Montageflansch 35 weist einen Zapfen 36 auf, der in eine Bohrung 37 der Grundplatte 3 eingesteckt ist. Der Montageflansch 35 wird über Befestigungsschrauben 41 (3) mit der Grundplatte 30 verbunden. Alternativ kann natürlich der Zapfen 36 auch in die Grundplatte 30 eingepreßt werden.

Auf dem Kurbelzapfen 34 ist ein Pleuellager 38 einer Pleuelstange 39 gelagert, die über ein Kolbenlager 40 mit dem Kolben 8 verbunden ist. Mit Hilfe der Pleuelstange 39 wird die Rotationsbewegung der Grundplatte 30 in eine translatorische Bewegung des Kolbens 18 umgesetzt.

Wie insbesondere aus 1 zu erkennen ist, ist der Kurbelzapfen 34 exzentrisch zum Zapfen 36 angeordnet. Durch ein Verdrehen des Kurbelzapfens 34 gegenüber der Grundplatte 30 läßt sich die Hublänge des Kolbens 18 verändern und der verbleibende Totraum, wenn sich der Kolben in seinem oberen Totpunkt befindet, einstellen. Je nachdem, unter welchem Drehwinkel der Montageflansch 35 auf der Grundplatte 30 befestigt wird, ergibt sich eine andere Exzentrizität des Kurbelzapfens 34 im Verhältnis zur Drehachse des Rotors 7.

Durch den dargestellten Aufbau kann man neben dem eigentlichen Verdichterblock der herkömmlichen Kältemittelverdichter auch die sonst erforderlichen Vorrichtungen zu dessen Befestigung am Stator, etwa mit Hilfe von Montagebolzen, die im Statorblechpaket befestigt werden, ersetzen. Man spart also das aufwendige und schwere Verdichterblockbauteil über den Motor sowie dessen Befestigung am Stator ein. Vielmehr ist der "Verdichterblock" nunmehr als Teil des Statorgehäuses ausgebildet. Man kann sich daher auf solche Teile beschränken, die für den Betrieb des Verdichters 16 erforderlich sind. Zusätzliche Befestigungsmaßnahmen können weitgehend entfallen.

Wie aus 1 zu erkennen ist, ist die Nietverbindung 29 durch Zapfen 57 gebildet, die vom Rotor 7 vorstehen und zwar von der Seite, die der Grundplatte 30 benachbart ist. Die entsprechende Bohrung 56 in der Grundplatte 30 erweitert sich nach oben. Wenn die Nietzapfen 57 durch die Grundplatte 30 hindurchgeführt worden sind, dann können sie verformt werden, um eine dauerhafte Verbindung zwischen dem Rotor und der Grundplatte 30 herzustellen.

Das Ausgleichsgewicht 33 muß nicht unbedingt auf der Oberseite der Grundplatte 30 angeordnet sein. Es kann auch zwischen der Grundplatte 30 und dem Rotor 7 angeordnet sein. In diesem Fall kann es zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem Rotor 7 und der Grundplatte 30 verwendet werden.

Wenn, wie bei der Ausgestaltung nach 1, das Axialdrucklager 31 und das Gleitlager 32 sowie die Lager zwischen der Pleuelstange 39 und dem Kurbelzapfen 34 bzw. dem Kolbenzapfen 40 selbstschmierend ausgebildet sind, beispielsweise durch eine Beschichtung aus Graphit oder Tetrafluorethylen, und der Kolben 18 sowie das Zylinderrohr 19 aus einem keramischen Material bestehen, dann kann man auf eine Ölschmierung völlig verzichten. Es läßt sich also ein vollkommen ölfreier Kältemittelverdichter realisieren. Dies ist vorteilhaft, weil eine unerwünschte externe Ölzirkulation vermieden werden kann, bei der Öl zusammen mit dem Kältemittelstrom aus dem Verdichter in die übrigen Bauteile der Kälteanlage verschleppt wird. Eine derartige Ölbeladung des Kältemittels kann in Wärmetauschern den Wärmeübergang verschlechtern. Zwischen dem Kolben 18 und dem Zylinderrohr 19 kann in einem derartigen Fall noch ein Gleitring angeordnet sein, beispielsweise ebenfalls aus Tetrafluorethylen oder einem entsprechenden Kunststoff, der gleichzeitig auch eine gewisse Dichtungsfunktion erfüllt.

In 4 ist eine zweite Ausgestaltung einer Verdichteranordnung in einem Querschnitt gezeigt, der der Ansicht der 2 entspricht. Gleiche und einander entsprechende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie in 2 versehen.

Der Rotor 7, z.B. ein Käfigläufer eines Asynchronmotors, ist in diesem Fall einstückig mit der Grundplatte 30 ausgebildet, genauer gesagt ist der Korpus des Rotors 7, der in 4 nicht getrennt herausgezeichnet ist, einstückig mit der Grundplatte 30 verbunden. Dies läßt sich beispielsweise dadurch realisieren, daß die Läuferstäbe und die Kurzschlußringe des Rotors 7 gemeinsam mit der Grundplatte 30 in einem Druckgußverfahren hergestellt werden.

Der Kurbelzapfen 34 ist bei dieser Ausgestaltung direkt in eine Ausnehmung 37 in der Grundplatte 30 eingepreßt. Eine Änderung der Hublänge ist bei dieser Ausgestaltung möglich durch Anbringen mehrerer Ausnehmungen 37 in der Grundplatte 30 mit jeweils unterschiedlichem Abstand zur Drehachse des Rotors 7. Der Kurbelzapfen 34 läßt sich auf relativ einfache Weise montieren.

Bei der Ausgestaltung nach 4 ist der Rotor 7 über zwei Rollenlager 42, 43 an der Rotorwelle 8 abgestützt, wobei das untere Rollenlager 43 ein Axialdrucklager bildet, das auf einem Vorsprung 44 am unteren Ende der Rotorwelle 8 abgestützt ist. Der Vorsprung 44 ist vorteilhafterweise umlaufend ausgebildet. Dies ist aber nicht unbedingt erforderlich. Zusätzlich kann auch ein entsprechender Vorsprung in der Rotorwelle im Bereich des oberen Rollenlagers 42 vorgesehen sein. Durch die Verwendung von Lagern 42, 43 vereinfacht sich die Bearbeitung der Innenseite des Rotors 7 und der Außenseite der Rotorwelle 8.

5 zeigt eine dritte Ausführungsform entsprechend der Ansicht von 2, bei der gleiche und einander entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Der Rotor 7 ist hier wie bei der Ausgestaltung nach 4 mit Rollen- oder Wälzlagern 42, 43 auf der Rotorwelle 8 gelagert. Am unteren Ende der Rotorwelle, d.h. auf der dem Rotor 7 abgewandten Seite der Bodenplatte 12 ist eine Ölpumpe 45 angeordnet, die ein äußeres Verdrängungselement 46 und ein inneres Verdrängungselement 47 aufweist. Die Ölpumpe 45 taucht in einen nicht näher dargestellten Ölsumpf ein, der sich am Boden einer ebenfalls nicht näher dargestellten Kapsel ausbildet, die die Verdichteranordnung umgibt.

Die Ölpumpe 45 kann beispielsweise als Gerotorpumpe ausgebildet sein, bei der das äußere Verdrängungselement 46 als innenverzahnter Zahnkranz und das innere Verdrängungselement 47 als außenverzahntes Zahnrad mit geringerer Zähnezahl ausgebildet ist. Zwischen den Zähnen von Zahnrad und Zahnring bilden sich dann Druckkammern aus, die sich bei der Bewegung des inneren Verdrängungselements 47 und der Mitnahme des äußeren Verdrängungselements 46 vergrößern und verkleinern. Das dadurch unter Druck gesetzte Öl wird durch einen im Inneren der Rotorwelle ausgebildeten Kanal 48 nach oben gefördert. Aus dem Kanal 48 zweigen Zweigkanäle 49, 50 ab, durch die Öl zu den Lagern 42, 43 gelangen kann.

Durch den Kanal 48 ist auch eine Antriebswelle 51 geführt, die mit dem beweglichen Verdrängungselement 47 drehfest verbunden ist. Die Antriebswelle 51 ist mit der Grundplatte 30 drehfest verbunden, steht also in drehmomentübertragender Verbindung mit dem Rotor 7 und dreht sich deswegen bei einer Rotation des Rotors 7 mit dem Rotor 7 mit.

In der Grundplatte 30 ist eine Ölbohrung 52 vorgesehen, durch die Öl hindurchtreten kann. Der Kurbelzapfen 34 weist Ölkanäle 53 auf, die mit der Ölbohrung 52 in Verbindung stehen und durch die Öl in einen hohlen Innenraum 54 des Kurbelzapfens 34 gelangen kann, um im Innern der oben erwähnten, aber nicht dargestellten Verdichterkapsel versprüht zu werden.

Zwischen der Stirnseite der Rotorwelle 8 und der Grundplatte 30 ist in diesem Fall eine Dichtung 55 vorgesehen, die vermeidet, daß zuviel Öl verloren geht, bevor es den Innenraum 54 erreicht.


Anspruch[de]
  1. Kältemittelverdichteranordnung mit einem Verdichter, der von einem elektrischen Rotationsmotor mit Stator und Rotor angetrieben ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor (7) drehbar auf einer Rotorwelle angeordnet ist.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor (2) in einem Gehäuse (3) angeordnet ist und die Rotorwelle (8) fest mit dem Gehäuse (3) verbunden ist.
  3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorwelle (8) einstückig mit dem Gehäuse (3) ausgebildet ist.
  4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Grundplatte (30), auf der ein Kurbelzapfen (34) eines Kurbeltriebs zwischen Motor (2) und Verdichter (16) angeordnet ist, drehfest mit dem Rotor (7) verbunden ist.
  5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (30) außerhalb der Rotationsachse mit dem Rotor (7) verbunden ist.
  6. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (30) einstückig mit einem Korpus des Rotors (7) ausgebildet ist.
  7. Anordnung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (30) über Nietzapfen (57), die von der der Grundplatte (30) benachbarten Oberseite des Rotors vorstehen und die durch Bohrungen (56) in der Grundplatte (30) geführt sind, mit dem Rotor verbunden ist.
  8. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abstand zwischen der Rotationsachse des Rotors (7) und der Achse des Kurbelzapfens (34) wählbar ist.
  9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (30) mehrere Montagepositionen für den Kurbelzapfen (34) aufweist.
  10. Anordnung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurbelzapfen (34) exzentrisch zu einem Befestigungszapfen (36) angeordnet ist, der in die Grundplatte (30) eingesteckt ist.
  11. Anordnung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Grundplatte (30) und der Rotorwelle (8) ein Axialdrucklager (31) angeordnet ist.
  12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Rotorwelle (8) mindestens einen Vorsprung (44) aufweist, auf dem sich der Rotor über ein Axialdrucklager (43) abstützt.
  13. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß alle Lager als selbstschmierende Lager ausgebildet sind.
  14. Anordnung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdichter (16) einen Kolben (18) und einen Zylinder (17) aufweist, die jeweils aus keramischen Materialien gebildet sind, wobei zwischen Kolben (18) und Zylinder (17) ein Gleitring aus einem Kunststoff angeordnet ist.
  15. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende der Rotorwelle (8) eine Ölpumpe (45) angeordnet ist, die eine die Rotorwelle (8) durchsetzende Antriebswelle (51) aufweist, die an ihrem oberen Ende in drehmomentübertragender Verbindung mit dem Rotor (7) steht.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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