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Dokumentenidentifikation DE69324932T2 21.10.1999
EP-Veröffentlichungsnummer 0702153
Titel Hermetischer Verdichter
Anmelder Matsushita Refrigeration Co., Higashiosaka, Osaka, JP
Erfinder Koyama, Takashi, Osaka, JP;
Yoshimura, Takao, Kanagawa-ken, JP;
Akashi, Hironari, Fujisawa-shi, Kanagawa-ken, JP;
Mangyo, Masao, Fujisawa-shi, Kanagawa-ken, JP;
Ohno, Takeshi, Chigasaki-shi, Kanagawa-ken, JP;
Kita, Ichiro, Nara-ken, JP;
Yabiki, Junichiro, Chigasaki-shi, Kanagawa-ken, JP
Vertreter Tiedtke, Bühling, Kinne & Partner, 80336 München
DE-Aktenzeichen 69324932
Vertragsstaaten DE, GB, IT
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 29.01.1993
EP-Aktenzeichen 951174465
EP-Offenlegungsdatum 20.03.1996
EP date of grant 12.05.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 21.10.1999
IPC-Hauptklasse F04B 39/12
IPC-Nebenklasse F04B 35/04   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf hin- und herbewegende und hermetisch dichte Verdichter, die in Kühlsystemen und dergleichen anwendbar sind.

Eines der Hauptprobleme, das sich bei der Anwendung von hermetisch dichten Verdichtern ergibt, ist das Auftreten von Lärm und Vibrationen. Neuerdings ist eine Verbesserung derartiger hermetisch dichter Verdichter für Lärm- und Vibrationsreduzierungszwecke angestrengt worden. Eine bekannte Technologie zur Lärm- und Vibrationsreduzierung ist in der Japanischen Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. 49-18245 offenbart, in der eine Verdichtungseinheit mit Bezug auf einen geschlossenen Kessel elastisch mittels Federn abgestützt ist. Diese aus dem Stand der Technik bekannte Technologie ist nachstehend anhand der Fig. 1 beschrieben, die eine Querschnittsansicht eines herkömmlichen hermetisch dichten Verdichters zeigt. In Fig. 1 ist ein hermetisch dichter Verdichter mit 1 bezeichnet, der mit einer Verdichtungseinheit ausgerüstet ist, die einen Verdichtungsabschnitt 5 und einen Motorabschnitt 6 aufweist, die in einem geschlossenen Kessel 4 eingefaßt sind, der eine obere Schale 2 und eine untere Schale 3 aufweist. Der Verdichtungsabschnitt 5 ist aus einem Zylinder 9, der in einem Block 8 ausgebildet ist, einem Kolben 10, der dem Zylinder 9 zugeordnet ist, einer Kurbelwelle 11 mit einem exzentrischen Kurbelabschnitt (Kurbelzapfen) 11a, einer mit der Kurbelwelle 11 gekoppelten Kurbelstange 12 und einer Lagerung 13 konstruiert, die an dem Block 8 vorgesehen ist, um die Kurbelwelle 11 zu stützen. Ferner ist der Motorabschnitt 6 mit einem Rotor 14 und einem Stator 15 konstruiert, wobei der Rotor 14 fest an die Kurbelwelle 11 schrumpfgepaßt ist und der Stator 15 über Schrauben fest an dem Block 8 gesichert ist. Zusätzlich ist an einem unteren Endabschnitt des Stators 15 eine Federmontageplatte 17 mit Anschlägen 16 vorgesehen. Federn 7 sind zwischen den Anschlägen 16 und der unteren Schale 3 plaziert, um den Verdichtungsabschnitt 5 und den Motorabschnitt 6 elastisch zu stützen.

Wenn mit dieser Anordnung Vibrationen der Verdichtungseinheit in Antwort auf den Kühlmittelverdichtungsbetrieb dieses Verdichters auftreten, können die Federn 7 die Vibrationen, bevor sie sich zu dem geschlossenen Kessel 4 ausbreiten, dämpfen, wodurch das Auftreten von Geräuschen aufgrund der Vibration des geschlossenen Kessels 4 unterdrückt wird.

Es besteht allerdings ein Problem, das sich aus einer solchen herkömmlichen Verdichteranordnung ergibt, darin, daß aufgrund der Balance-Struktur der Verdichtungseinheit relativ zu der Stützposition ein Moment erzeugt und auf die Kurbelwelle 11 ausgeübt werden kann, so daß eigentlich eine Schwierigkeit auftritt, die Vibration des geschlossenen Kessels ausreichend zu unterdrücken.

Ferner ist aus der Japanischen Veröffentlichung Nr. 58-24633 eine Technologie bekannt, in der ein Balancegewicht in der Umgebung des exzentrischen Kurbelabschnitts 11a der Kurbelwelle 11 vorgesehen ist. Allerdings kann diese Anordnung die Erzeugung des Moments in der Kurbelwelle 11 nicht ausreichend unterdrücken.

Aus der FR-A-2476746 ist ein Verdichter bekannt, auf welchem der Oberbegriff des Anspruches 1 basiert.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, einen hermetisch dichten Verdichter zu schaffen, der in der Lage ist, das Auftreten von Geräuschen, die aus der Erzeugung von Vibrationen der Verdichtungseinheit resultieren, ausreichend zu unterdrücken.

Erfindungsgemäß wird ein Verdichter geschaffen, mit: einem Verdichtungsabschnitt, der eine Kurbelwelle mit einem Kurbelzapfen, eine Kurbelstange und einen Kolben einschließt, wobei der Kolben über die Kurbelstange mit dem Kurbelzapfen der Kurbelwelle in einer ersten Ebene I senkrecht zu der Achse der Kurbelwelle gekoppelt ist, der Kurbelzapfen eingerichtet ist, um sich in Übereinstimmung mit einer Drehung der Kurbelwelle kreisförmig bezüglich der Achse der Kurbelwelle zu bewegen, um zu verursachen, daß sich der Kolben innerhalb eines Zylinders hin- und herbewegt, wobei ein aus dem Kurbelzapfen, der Kurbelstange und dem Kolben bestehender Bereich den Schwerpunkt an einer Position hat, die um einen Abstand rk von der Achse der Kurbelwelle separiert ist; einem Motorabschnitt, der an einer unteren Seite des Verdichtungsabschnitts angeordnet ist und einer Rotor und einen Stator aufweist, wobei der Rotor derart mit der Kurbelwelle verbunden ist, daß die Kurbelwelle auf einen Antrieb des Motorabschnitts hin drehbar ist; und ersten und zweiten Balancegewichten, die jeweils an einem oberen und unteren Abschnitt des Rotors des Motorabschnitts vorgesehen sind; wobei das erste Balancegewicht in einer zweiten Ebene II senkrecht zu der Achse der Kurbelwelle positioniert und zwischen der ersten Ebene I und einer Bezugsebene 0 vorhanden ist, die zur Achse der Kurbelwelle senkrecht ist und durch den Schwerpunkt einer Kombination des Verdichtungsabschnitts und des Motorabschnitts geht, und das erste Balancegewicht der Schwerpunkt an einer Position hat, die über einen Abstand rb von der Achse der Kurbelwelle separiert ist; sowie das zweite Balancegewicht in einer zu der Achse der Kurbelwelle dritten Ebene III positioniert ist und mit Bezug auf die Bezugsebene 0 an der gegenüberliegenden Seite der ersten Ebene I vorhanden ist, und das zweite Balancegewicht den Schwerpunkt an einer Position hat, die über einen Abstand rc von der Achse der Kurbelwelle separiert ist; und einer Federeinrichtung zum elastischen Stützen des Verdichtungsabschnitts und des Motorabschnitts in einer vierten Ebene IV, die zu der Achse der Kurbelwelle senkrecht ist und mit Bezug auf die Bezugsebene 0 an der zur ersten Ebene I gegenüberliegenden Seite vorhanden; wobei, wenn eine Masse des aus dem Kurbelzapfen, der Kurbelstange und dem Kolben bestehenden Bereiches mit M, eine Masse des ersten Balancegewichts mit mb und eine Masse des zweiten Balancegewichts mit mc bezeichnet wird, die ersten und zweiten Balancegewichte auf der Grundlage des Produkts mb · rb, des Produkts mc · rc und des Produkts M · rk bestimmt werden.

Genauer gesagt werden die ersten und zweiten Balancegewichte derart bestimmt, daß sich die aus den folgenden Gleichungen ergebenden Werte Nb und Nc jeweils in den ersten und zweiten vorbestimmten Bereichen befinden:

Nb = (mb · rb) (M · rk)

Nc = (mc · rc) (M · rk)

Der erste vorbestimmte Bereich ist 0,8 bis 1,2 und der zweite vorbestimmte Bereich ist 0,1 bis 0,5.

Die Merkmale der vorliegenden Erfindung sind leichter verständlich angesichts der folgenden ausführlichen Beschreibung beispielhafter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer Anordnung eines herkömmlichen hermetisch dichtenden Verdichter;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht einer Anordnung eines als Referenz beschriebenen hermetisch dichten Verdichters;

Fig. 3 eine grafische Veranschaulichung zur Beschreibung von Variationen von Koeffizienten aufgrund einer Drehung einer Kurbelwelle des hermetisch dichten Verdichters gemäß Fig. 2;

Fig. 4 eine Querschnittsansicht einer Anordnung eines hermetisch dichten Verdichters gemäß einem Ausführungsbeispiel dieser Erfindung;

Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts, der in Fig. 4 mit A bezeichnet ist; und

Fig. 6 und 7 grafische Veranschaulichungen zur Beschreibung von Vibrationen eines Schenkelabschnitts des hermetisch dichten Verdichters in dem Ausführungsbeispiel auf der Grundlage von Koeffizienten Nb und Nc.

Zur Bezugnahme wird anhand der Fig. 2 ein hermetisch dichter Verdichter beschrieben. Gemäß Fig. 2 sind Teile, die jenen gemäß Fig. 1 entsprechen, mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Der hermetisch dichte Verdichter, der mit 1 bezeichnet ist, ist gleichermaßen mit einer Verdichtungseinheit ausgerüstet, die einen Verdichtungsabschnitt 5 und einen Motorabschnitt 6 aufweist, die in einem geschlossenen Kessel 4 eingefaßt sind, der eine obere Schale 2 und eine untere Schale 3 aufweist. Der Verdichtungsabschnitt 5 wird mit einem in einem Block 8 gebildeten Zylinder 9, einem dem Zylinder 9 zugeordneten Kolben 10, einer Kurbelwelle 11, die einen exzentrischen Kurbelabschnitt 11a an ihrem Endabschnitt hat, einer Kurbelstange 12, die an den exzentrischen Kurbelabschnitt 11a der Kurbelwelle 11 gekoppelt ist und ferner mit dem Kolben 10 verbunden ist, und einer Lagerung 13 konstruiert, die an dem Block 8 vorgesehen ist, um die Kurbelwelle 11 zu stützen. Der Kolben 10 ist derart eingerichtet, daß seine Mittelachse im wesentlichen senkrecht zu der Achse der Kurbelwelle 11 ist. Die Kurbelwelle 11 ist eingerichtet, um um ihre eigene Achse drehbar zu sein, so daß der exzentrische Kurbelabschnitt 11a sich bezüglich der Achse der Kurbelwelle 11 drehend bewegt. In Antwort auf die Drehbewegung des exzentrischen Kurbelabschnitts 11a wird die Kurbelstange 12 derart linear bewegt, daß sich der Kolben 10 im Zylinder 9 hin- und herbewegt. Ferner ist der Motorabschnitt 6 mit einem Rotor 14 und einem Stator 15 konstruiert, wobei der Rotor 14 fest an der Kurbelwelle 11 gesichert ist und der Stator 15 an dem Umfang des Rotors 14 vorgesehen ist, um über Schrauben fest an dem Block 8 gesichert zu sein. Die Kurbelwelle 11 ist an dem Mittelabschnitt des Motorabschnitts 6 koaxial angeordnet.

In diesem Verdichter ist an dem oberen Abschnitt des Rotors 14 ein oberes Balancegewicht 18 angeordnet und an einem unteren Abschnitt des Rotors 14 ein unteres Balancegewicht 19 angeordnet, wobei die oberen und unteren Balancegewichte 18 und 19 in ihrer Winkelposition um 180º verschieden sind und das untere Balancegewicht 19 im wesentlichen zueinander in der Winkelposition gleich ist. Ferner sind Anschläge 20 einstückig an dem Block 8 vorgesehen und sind Streben 21 fest an die untere Schale 3 gesichert und mit Zapfen 21a ausgerüstet. Eine Feder 7 ist zwischen dem Anschlag 20 und dem Zapfen 21a der Strebe 21 festgelegt und angeordnet, um den Verdichtungsabschnitt 5 und den Motorabschnitt 6 des Verdichters 1 elastisch zu stützen.

Nachstehend wird die Bestimmung der Gewichte und Strukturen (Formen) der oberen und unteren Balancegewichte 18 und 19 beschrieben. Zunächst wird die Ebene I, die senkrecht zur Achse der Kurbelwelle 11 ist und die Mittelachse des Kolbens 10 einschließt (durch diese hindurchgehend), die Ebene II, die senkrecht zu der Achse der Kurbelwelle 11 ist und den Schwerpunkt des oberen Balancegewichts 18 einschließt, und die Ebene III betrachtet, die zu der Achse der Kurbelwelle 11 senkrecht ist und den Schwerpunkt des unteren Balancegewichts 19 einschließt. Der Abstand zwischen den Ebenen I und II beträgt X, während der Abstand zwischen den Ebenen II und III Y beträgt. Wenn die resultierende Kraft der Trägheitskraft des Kolbens 10, der Trägheitskraft und der Zentrifugalkraft der Kurbelstange 12 und die Zentrifugalkraft des exzentrischen Kurbelabschnitts 11a an der Ebene I als Fa genommen wird, die Zentrifugalkraft des oberen Balancegewichts 18 an der Ebene II als Fb genommen wird und der Zentrifugalkraft des unteren Balancegewichts 19 an der Ebene III als Fc genommen wird, werden die Gewichte und Strukturen (Formen) der oberen und unteren Balancegewichte 18 und 19 derart bestimmt, daß alle sich durch die folgenden Gleichungen (1) bis (3) ergebenden Koeffizienten C1 bis C3 kleiner als 3 werden.

C1 = Fc · (X + Y)/(Fb · X) ... (1)

C2 = Fc · Y/(Fa · X) ... (2)

C3 = Fb · Y/(Fa · X + Y) ... (3)

Im Betrieb dreht sich - in Antwort auf den Antrieb des Motorabschnitts 6 - die Kurbelwelle 11 derart, daß der exzentrische Kurbelabschnitt 11a sich bezüglich der Achse der Kurbelwelle 11 kreisförmig dreht. Somit bewegt sich der über die Kurbelstange 12 mit dem exzentrischen Kurbelabschnitt 11a verbundene Kolben 10 innerhalb des Zylinders 9 hin und her, um das Kühlmittel zu verdichten. Demgemäß wird die resultierende Kraft Fa der Zentrifugalkraft des exzentrischen Kurbelabschnitts 11a aufgrund der Drehung, der hin- und hergerichteten Trägheitskraft des Kolbens 10 und der Zentrifugalkraft und der hin- und hergehende Trägheitskraft der Kurbelstange 12 in der oben erwähnten Ebene I ausgeübt. Aufgrund von Variationen der hin- und hergehenden Trägheitskraft des Kolbens 10 und der Zentrifugalkraft und der hin- und hergehenden Kraft der Kurbelstange 12 während einer Umdrehung der Kurbelwelle 11 ergibt die resultierende Kraft Fa keine konstante Last, sondern wird diese eine variable Last mit einer Periodizität entsprechend einer Umdrehung der Kurbelwelle 11. Andererseits variiert, da die Abstände zwischen den Schwerpunkten der oberen und unteren Balancegewichte 18 und 19 und der Drehachse der Kurbelwelle 11 fest sind und die Gewichte der oberen und unteren Balancegewichte 18 und 19 ebenso fest sind, die Zentrifugalkraft Fb des oberen Balancegewicht 18 und die Zentrifugalkraft Fc des unteren Balancegewichts 19 nicht während einer Umdrehung der Kurbelwelle 11. Somit wird, wie in Fig. 3 gezeigt, lediglich der Koeffizient C1 während einer Umdrehung der Kurbelwelle 11 konstant und variieren die anderen Koeffizienten C2 und C3 jeweils während einer Umdrehung der Kurbelwelle 11.

Hierbei kann die dynamische (kinematische) Balance des Verdichters 1 in dem wünschenswertesten Zustand gehalten werden, wenn alle Koeffizienten C1 bis C3 gleich 1 sind. Mit anderen Worten wird aufgrund der Lasten Fa bis Fc kein Moment bezüglich der Kurbelwelle 11 erzeugt, wenn dieser Zustand eingenommen wird. Allerdings tritt im Falle, daß der Verdichter von der hin- und herbewegenden Art ist, in der Praxis eine Schwierigkeit auf, die dynamische Balance dazwischen während einer Umdrehung der Kurbelwelle 11 perfekt einzunehmen. Allerdings ist gemäß von Versuchen der Erfinder herausgefunden worden, daß, wenn alle Koeffizienten C1 bis C3 kleiner als 3 sind, das Moment, das aufgrund der Lasten Fa bis Fc erzeugt wird und auf die Kurbelwelle 11 ausgeübt wird, relativ gering wird. Wenn somit die Koeffizienten C1 bis C1 bei kleiner als 3 festgelegt werden, und zwar zusätzlich zu einer elastischen Stützung des Verdichtungsabschnitts 5 und des Motorabschnitts 6 durch die Federn 7, ist es möglich, die Erzeugung von sich aus der Vibration des geschlossenen Kessels 4 ergebenden Geräuschen zu unterdrücken. Gemäß den Versuchen werden die jeweiligen Koeffizienten C1 bis C3 kleiner als 3 in dem Falle, daß das Zylindervolumen größer als 10 cm³ ist, werden diese kleiner als 2,5, wenn das Zylindervolumen zwischen 6 bis 10 cm³ liegt und werden diese kleiner als 2, wenn das Zylindervolumen unterhalb von 6 cm³ liegt.

Nachstehend wird anhand der Fig. 4 ein hermetisch dichter Verdichter gemäß einem Ausführungsbeispiel dieser Erfindung beschrieben. In Fig. 4 sind Teile, die jenen der vorbeschriebenen Verdichter entsprechen mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet und ist deren Beschreibung der Kürze wegen weggelassen worden. Der hermetisch dichte Verdichter 1 hat gleichermaßen einen Verdichtungsabschnitt 5 an einem oberen Abschnitt und einem Motorabschnitt 6 an einem unteren Abschnitt, die in einem geschlossenen Kessel 4 eingefaßt sind, der obere und untere Schalen 2 und 3 hat und obere und untere Balancegewichte 18 und 19 einschließt, die an den oberen und unteren Oberflächen eines Motors 14 des Motorabschnitts 6 vorgesehen sind. An einem unteren Endabschnitt des Stators 15 ist eine Federmontageplatte 22 fest vorgesehen, die über Federn 7 mit Streben 23 verbunden ist.

Die Verdichtungseinheit weist einen Verdichtungsabschnitt 5 auf, während der Motorabschnitt 6 eingerichtet ist, damit der Schwerpunkt S in einer Bezugsebene 0 vorhanden ist, wobei der Kurbelzapfen 39 (exzentrischer Kurbelabschnitt 11a) der Kurbelwelle 11 mit der Kurbelstange 12 in der ersten Ebene I senkrecht zu der Achse der Kurbelwelle 11 gekoppelt ist und über einen Abstand c von der Bezugsebene 0 separiert ist. Ein Abschnitt, der aus dem Kurbelzapfen 39, der Kurbelstange 12 und dem Kolben 10 besteht, hat eine Masse M, wobei dessen Schwerpunkt sich an einer Position befindet, die um eine exzentrische Strecke rk von der Achse der Kurbelwelle 11 separiert ist. Das obere Balancegewicht 18 ist in der zweiten Ebene II zwischen der ersten Ebene I und der Bezugsebene 0 angeordnet, wobei die zweite Ebene II senkrecht zu der Achse der Kurbelwelle 11 ist. Dieses Balancegewicht 18 hat eine Masse mb und ist so eingerichtet, daß sich der Schwerpunkt an einer Position befindet, die um einen Abstand rb von der Achse der Kurbelwelle 11 separiert ist und an einer Position angeordnet ist, die um eine Strecke d von der Bezugsebene 0 separiert ist. Andererseits ist das untere Balancegewicht 19 in der dritten Ebene III senkrecht zu der Achse der Kurbelwelle 11 angeordnet und an der mit Bezug auf die Bezugsebene 0 der zweiten Ebene II gegenüberliegenden Seite vorhanden. Ferner hat das untere Balancegewicht 19 eine Masse mc und ist dieses so eingerichtet, daß sich der Schwerpunkt an einer Position befindet, die um eine Strecke rc von der Achse der Kurbelwelle 11 separiert ist und an einer Position angeordnet ist, die um e von der Bezugsebene 0 separiert ist. Die Federn 7 sind eingerichtet, um bezüglich der Verdichtungseinheit in einer vierten Ebene IV zwischen der Bezugsebene 0 und der dritten Ebene III elastisch zu wirken oder zu arbeiten. Diese vierte Ebene IV ist über eine Strecke z von der Bezugsebene 0 separiert.

Hierbei sind in diesem Ausführungsbeispiel die Balancegewichte 18 und 19 derart entworfen, daß sich die Verhältnisse des Produkts der Masse mb und der Strecke rb und des Produkts der Masse mc und der Strecke rc relativ zu dem Produkt der Masse M und der Strecke rk in vorbestimmten Bereichen befinden, wodurch die Radialvibration der Verdichtungseinheit in der vierten Ebene IV äußerst klein wird. Insbesondere sind die Gewichte, die Position und dergleichen der Balancegewichte 18 und 19 derart bestimmt, daß der gemäß der folgenden Gleichung (10) erhaltene Wert Nb sich in eine Bereich von 0,8 bis 1, 2 und der gemäß der folgenden Gleichung (11) erhaltene Wert Nc sich in einem Bereich von 0,1 bis 0,5 befindet.

Nb = mb · rb/M · rk ... (10)

Nc = mc · rb/M · rk ... (11)

Wenn gemäß den Fig. 6 und 7 die Balancegewichte 18 und 19 entworfen sind, um diese Bedingungen zu erfüllen, wird die Vibration eines Schenkelabschnitts 45 des Verdichters 1 kleiner als ein erwünschter Wert (10 um).

Entsprechend Versuchen in beispielsweise einem Verdichter mit einem Volumen des Zylinders 9 von 4,8 cm³, der Masse M von 73 g und der exzentrischen Strecke rk von 7,65 mm beträgt, sofern die Balancegewichte nicht an dem Rotor 14 vorgesehen sind, die Vibration der Federmontageplatte 22 300 bis 400 um, wobei, wenn die Balancegewichte 18 und 19 derart vorgesehen sind, daß gilt rb = 19,5 mm, mb = 32,4 g, rc = 19,5 mm und mc = 10,8 g, die Vibration der Federmontageplatte 22 50 bis 80 um wird, was extrem geringer ist als im Vergleich dazu, wenn keine Balancegewichte vorgesehen sind, wodurch die Vibration des Schenkelabschnitts 45, die durch die Federn 7 reduziert ist, etwa 8 um kleiner als der erwünschte Wert (10 um) wird.

Da gemäß diesem Ausführungsbeispiel die dritte Ebene III, die durch das Balancegewicht 19 geht, unterhalb der vierten Ebene IV angeordnet ist, in der die Federn 7 auf die Verdichtungseinheit einwirken, ist es möglich, in ausreichendem Maße einen Raum zum Vorsehen der Federn 7 zu gestatten, wodurch verhindert wird, daß sich die Gesamthöhe des Verdichters 1 steigert. Wie in Fig. 5 gezeigt, die eine vergrößerte Ansicht eines Abschnittes ist, der in Fig. 4 mit A bezeichnet ist, hat das Balancegewicht, das an der unteren Oberfläche des Rotors 14 vorgesehen ist, einen Arm (einen nach unten vorragenden Abschnitt) 47, der mit einem Endring 47 des Rotors 14 einstückig gebildet ist, und ein Gegengewicht 48, welches den Arm 47 umgibt. Der Arm 47 und das Gegengewicht 48 sind über ein adäquates Haftmittel (beispielsweise von Sumitomo 3M Co., Ltd. hergestelltes SW-2214) 49 fest aneinander verbunden. In einem herkömmlichen Balancegewicht ist der Arm 47 konstruiert, um länger zu sein, wobei ein Gegengewicht angebracht und verstemmt ist, wie durch eine gepunktete Linie 50 gezeigt. Somit kann gemäß dieser Anordnung die Dimension des Balancegewichts 19 um f reduziert werden, wodurch die Gesamthöhe des Verdichters 1 reduziert wird. In Fig. 5 ist mit 51 eine Öloberfläche bezeichnet. Es ist ebenso zweckmäßig, daß das Balancegewicht 19 einstückig mit dem Endring 47 gebildet ist.

In diesem Ausführungsbeispiel sind die Strecken c, d, e und z bestimmt, um eine zweckmäßige Drehbalance einzunehmen.


Anspruch[de]

1. Verdichter mit einem Verdichtungsabschnitt, der eine Kurbelwelle (11) mit einem Kurbelzapfen (39), eine Kurbelstange (12) und einen Kolben (10) einschließt, wobei der Kolben über die Kurbelstange mit dem Kurbelzapfen der Kurbelwelle in einer ersten Ebene I senkrecht zu der Achse der Kurbelwelle gekoppelt ist, der Kurbelzapfen (39) eingerichtet ist, um sich in Übereinstimmung mit einer Drehung der Kurbelwelle kreisförmig bezüglich der Achse der Kurbelwelle (11) zu bewegen, um zu verursachen, daß sich der Kolben (10) innerhalb eines Zylinders (9) hin- und herbewegt, und sich der Schwerpunkt eines aus dem Kurbelzapfen (39), der Kurbelstange (12) und dem Kolben (10) bestehenden Bereiches an einer Position befindet, die um einen Abstand rk von der Achse der Kurbelwelle separiert ist;

einem Motorabschnitt (6), der einen Rotor (14) und einen Stator (15) aufweist und an einer unteren Seite des Verdichtungsabschnitts angeordnet ist, wobei der Rotor (14) derart mit der Kurbelwelle (11) verbunden ist, daß die Kurbelwelle auf einen Antrieb des Motorabschnitts hin drehbar ist;

ersten und zweiten Balancegewichten (18, 19), die jeweils an einem oberen und unteren Abschnitt des Rotors (14) des Motorabschnitts vorgesehen sind; wobei

das erste Balancegewicht (18) in einer zweiten Ebene II senkrecht zu der Achse der Kurbelwelle (11) positioniert und zwischen der ersten Ebene I und einer Bezugsebene 0 vorhanden ist, die Bezugsebene zur Achse der Kurbelwelle (11) senkrecht ist und durch den Schwerpunkt einer Kombination des Verdichtungsabschnitts (4) und des Motorabschnitts (6) geht, und der Schwerpunkt des ersten Balancegewichts an einer Position ist, die über einen Abstand rb von der Achse der Kurbelwelle separiert ist; sowie

das zweite Balancegewicht (19) in einer zu der Achse der Kurbelwelle (11) dritten Ebene III positioniert ist und mit Bezug auf die Bezugsebene 0 an der gegenüberliegenden Seite der ersten Ebene I vorhanden ist, wobei dessen Schwerpunkt an einer Position vorhanden ist, die über einen Abstand rc von der Achse der Kurbelwelle (11) separiert ist; und

einer Federeinrichtung zum elastischen Stützen des Verdichtungsabschnitts und des Motorabschnitts in einer vierten Ebene IV senkrecht zu der Achse der Kurbelwelle (11), dadurch gekennzeichnet, daß die vierte Ebene IV mit Bezug auf die Bezugsebene 0 an der zur ersten Ebene I gegenüberliegenden Seite vorhanden ist; und daß,

wenn eine Masse des aus dem Kurbelzapfen (39), der Kurbelstange (12) und dem Kolben (10) bestehenden Bereiches mit M, eine Masse des ersten Balancegewichts (18) mit mb und eine Masse des zweiten Balancegewichts (19) mit mc bezeichnet wird, die ersten und zweiten Balancegewichte auf der Grundlage des Produkts mb · rb, des Produkts mc · rc und des Produkts M · rk bestimmt werden, so daß sich die gemäß den folgenden Gleichungen (10) und (11) ergebenden Werte Nb und Nc jeweils in den ersten und zweiten vorbestimmten Bereichen befinden:

Nb = (mb · rb) (M · rk) ........ (10)

Nc = (mc · rc) (M · rk) ........ (11)

wobei der erste vorbestimmte Bereich 0,8 bis 1,2 und der zweite vorbestimmte Bereich 0,1 bis 0,5 ist.

2. Verdichter nach Anspruch 1, wobei sich die vierte Ebene IV zwischen der Bezugsebene 0 und der dritten Ebene ITI befindet.

3. Verdichter nach Anspruch 1 oder 2, wobei das an dem unteren Abschnitt des Rotors angeordnete zweite Balancegewicht einen Vorsprungsabschnitt (47) aufweist, der mit einem Endring (46) des Rotors (14) integral ausgebildet ist, um von dem Endring und einem um den Vorsprungsabschnitt herum angeordneten Gegengewicht vorzuragen, sowie der Vorsprungsabschnitt und das Gegengewicht über ein Haftmittel zusammen verbunden sind.







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