專利名稱：用于氣密電動壓縮機的電動機襯墊的制作方法
技術領域：
本發明一般涉及裝在馬達上的裝置，該馬達配置在共同的外殼中，具體涉及電動壓縮機組件。
很多種機器將驅動馬達配置在一個也密封由馬達驅動的裝置的外殼中。氣密的電動壓縮機是典型的這種機器。在大多數往復式壓縮機裝置的情況下，馬達定子通常直接固定在氣缸座上，如最好采用用在這種壓縮機中的氣缸座的常用內彈簧安裝裝置。在不需要壓縮部件的彈簧安裝架的渦形(或轉動)壓縮機裝置的情況下，可采用簡化的更經濟的方法。對于這些情況，馬達通常用壓配合直接裝入到壓縮機殼體中。為此要求馬達定子鐵心的外直徑與壓縮機殼體的尺寸一致。
在設計特定應用的轉動壓縮機時，可能需要使壓縮機殼體的尺寸與電動機定子架的尺寸不一致。在要求的壓縮機殼體尺寸大于要求的電動機定子架尺寸的情況下，則需要獲得一種安裝馬達定子的常規方法，以避免外加鑄鐵外殼、安裝緊固件等而增加成本。雖然可以提供一種殼體，該殼體具有接納壓縮機的某種直徑的第一部分和接納馬達定子的不同直徑的另一部分，但這種階梯式的殼體其制造成本比常規的圓筒殼體高。
在馬達定子直徑小于壓縮機直徑的應用中，可以加入一個中間套筒部件，該套筒部件具有適合于壓配合裝入馬達定子的內直徑和適合于壓配合裝入壓縮機外部殼體的外直徑。在馬達定子和壓縮機殼體之間的尺寸差別很大時，這種方法的主要問題是由于較厚的套筒形成極大的剛性而容易損壞(扭曲)馬達的定子鐵心。在這種情況下，由壓配合產生的所有應力基本上垂直作用于馬達定子鐵心的外直徑。如果采用冷壓配合技術，則使這一問題更加嚴重，因為在部件之間的壓配合的應力一開始進入壓配合期間便一定由定子疊層中的第一層(或若干層)單獨支承。
本發明提供一種柔性套筒來克服這些問題，該套筒在受到馬達定子和壓縮機殼體壓配合的力時具有柔性，而同時又可在壓縮機殼體和馬達定子之間傳遞足夠大的正交力來“卡緊”，由此可以有效地支承馬達和產生的轉矩。該套筒設計得越具柔性，則定子鐵芯和壓縮機殼體的制造尺寸的控制便越不嚴格。
在優選實施例中，該套筒為不規則的或多瓣式圓筒形，在該圓筒中形成許多與定子接合的徑向向內的表面和許多與外部殼體接合的其外周面與徑向向內表面分離的徑向向外的表面。通過尺寸、材料和壁厚的選擇可以控制作用在定子和外殼二者上的緊固力，從而保證有適當的固著力而同時又能夠有效地壓配合組裝部件。
從下面結合附圖進行的說明及所附的權利要求書可以明顯看出本發明的其它優點和特點。
附圖的簡要說明
圖1是本發明的其馬達定子裝在外部殼體內的旋轉式致冷壓縮機的截面圖；圖2是圖1所示馬達襯墊環的平面圖；圖3是沿圖1所示的壓縮機沿3-3線截取的截面圖。
優選實施例的說明現在參照附圖，具體參照圖1，該圖示出旋轉式的氣密的致冷壓縮機，總的用編號10表示。壓縮機10包括外殼體12，殼體中配置總的用14表示的壓縮機組件和驅動馬達16。
外殼12包括大體圓筒形的中間件(18)、固定在中間件下端的底蓋件20和固定在中間件18上端部的頂蓋件22。外殼12的下部分還形成潤滑油槽21。另外，消聲板24固定在頂蓋件22和中間件18二者的外周面上，該消聲板用于在外殼12的上端部形成適合于接收從壓縮機組件14排出的壓縮制冷劑的排放室。吸入入口接頭23裝在中間件18上，排出口接頭25裝在頂蓋件22上。
壓縮機組件14包括主軸承座26，該軸承座被支承地固定于外殼的中間部分18上并可轉動地支承驅動軸28。軌道渦形件30可驅動地連接于曲軸28的偏心銷部分并被軸向支承以便可以在軸承座26上進行軌道運動。非軌道渦形件32可軸向移動地固定于主軸承座26并包括居中配置的排出口34，該排出口與消音板24上的出料進口36軸向準直。浮動密封件38圍繞排出口34配置，在排出口34和出料進口36之間形成密封的流體通道。
渦形件30和32分別包括分別凸出于螺旋形盤繞件44、46的端板40和42。如圖所示，螺旋形盤繞件44、46交錯配置，其相應端部與相對渦形件的端板形成密封接合。當軌道渦形件30相對于非軌道渦形件32進行軌道運動時，盤繞件44和46形成活動的流體槽，當該流體槽從徑向外部位置移到徑向內部位置時，該槽的尺寸減小。
為制止軌道渦形件30進行轉動，設置十字聯軸節48，該聯軸節支承在主軸承座26上并包括成對的連接件，該連接件嚙合在軌道渦形件30和非軌道渦形件32上形成的連接件。
還設置下部軸承組件50，該組件固定于中間部件18的下端部，驅動軸28的下端部伸入潤滑油槽21，并包括使油從油槽中流出的適當泵和內部通道，以潤滑壓縮機10的軸承和其它運動部件。
驅動馬達16配置在壓縮機組件14的下面并包括轉子52和定子54，該轉子固定于驅動軸18兩端的中間部分，而定子沿該轉子52的四周配置。
在操作時，氣體通過吸入入口接頭23吸入外殼12，然后通過渦形件30和32外周面上的入口進入在盤繞件44和46之間形成的槽中。當軌道渦形件30相對于渦形件32沿軌道運動時，由此形成的流體槽將徑向向內移動，因而其尺寸減小并壓縮吸入的氣體。壓縮的致冷劑最后通過排出口34排出，進入排放室，然后再從該室通過排放出口25流到致冷機或空氣調節系統。
在美國專利No.4 767 293、5 156 539、5411 384和532 0506中更詳細地公開了迄今所述的壓縮機10，所有這些專利均由本發明的受讓人擁有，其內容已作為參考包含在本文中。
如上所述，在很多情況下需要利用其定子尺寸小于壓縮機組件和/或外殼外直徑的馬達，為了能在這種壓縮機中使用這種馬達而不增加額外費用來減小外殼的直徑，以便容納馬達定子或其它一些緊固裝置，本發明提供一種馬達襯墊環56和壓縮機組件，該環設計于壓配合在馬達定子54的外周面上，該組件然后壓配合在外殼12的中間件18內。
如圖2和3所示，可以清楚看到，馬達襯墊環56形狀大體為圓形，具有許多沿圓周間隔開的沿其周面的徑向向外凸出部分58。許多徑向向內的間隔開的部分60配置在凸出部分58之間，該部分60包括在其相對兩端的用于連接兩部分58和60的徑向向外延伸的拱形部分62。
部分58分別包括徑向的面朝外的表面64，所有這些平面位于一個想象圓的圓周上，該想象圓的直徑尺寸相當于外殼12中間部分18的內直徑，從而可使馬達襯墊56壓配合在該內直徑中。同樣，各個徑向向內的間隔開部分60包括徑向的朝內的表面66，所有這些表面位于第二想象圓的圓周上，該第二想象圓的直徑相對于馬達定子54的直徑進行選擇，使得馬達襯墊56可以壓配合在馬達定子54上。在表面64和66的軸向兩端部分別形成輕微的倒邊68和70，以便于使馬達襯墊56壓配合組裝到外殼12和馬達定子54上。
從圖3可以清楚看到，當馬達襯墊56組裝到定子54和外殼12的中間部分18上時，表面64將與外殼的內周面形成牢固的壓配合嚙合，而表面66則與定子54的外周面形成牢固的壓配合嚙合。如圖所示，向外凸出部分58的徑向內表面與定子54的外表面是間隔開的，因此可以防止在外殼12和馬達襯墊56之間的壓配合所形成的力直接傳送到馬達定子54上。同樣，部分60的朝外的表面與外殼12是分開的，因而可防止在馬達定子54和馬達襯墊56之間的壓配合所形成的力直接傳遞到外殼12上。因此這些相應的間隔以及拱形部分62可使馬達襯墊環具有一些柔性，由此可以調節壓配合所形成的力而沒有可能損壞馬達定子鐵芯的危險。在組件裝配過程中這種柔性特別重要，因為當定子壓配合在襯墊中和襯墊壓配合在外殼中時壓配合的力一開始只作用在頭幾片定子鐵芯上。如果這些力過大，則這些開頭的鐵芯片便會受到損害。
應當注意到，盡管示出的馬達襯墊56分別具有六個表面64和66，但是其數目及其相對尺寸(沿軸向和圓周方向的兩個尺寸)對于特定的應用可以改變，從而形成充分大的嚙合表面積，保證在外殼12和馬達定子54之間形成牢固的固定支承。另外，適當地選擇拱形部分62的柔性還可控制“卡緊力”。最好控制這些不同的因素，使得可以在將馬達定子54壓配合到馬達襯墊56中的同時將馬達襯墊56壓配合到外殼12的中間件18上。還應當注意到，因為馬達襯墊的柔性，所以馬達定子和外殼結構可以接納更大的公差，因而形成附加的經濟利益。在優選形式中，馬達襯墊的壁厚基本上為常數，這有利于例如采用粉末冶金法進行制造。利用這種方法可以一次生產出最后形式的馬達襯墊56，而不要求任何輔助的精加工或機加工，因而使襯墊56的成本保持在低水平。
現在可以看到，本發明提供一種相當廉價的裝置，利用這種裝置可以在電動壓縮機中或其它的馬達和被驅動裝置均壓配合在共用外殼內的裝置中容易地和方便地裝入小直徑的馬達定子。應當注意到，盡管已說明馬達襯墊56與旋轉壓縮機相結合，但該襯墊還很適合于很多其它應用例如包括其它類型的旋轉壓縮機。
很明顯，可以完全確信，本發明公開的優選實施例可以提供上述優點和特征，但應當認識到，本發明可以進行改型、變化和改變而不背離所述權利要求書的正確范圍或清晰的意義。
權利要求
1.一種用于將第一外直徑的馬達定子裝在其直徑大于上述第一外直徑的外殼中的馬達襯墊，該馬達襯墊包括一個環形部件，該環形部件具有許多適合于嚙合上述外殼內表面的徑向朝外的沿周面間隔開的第一表面部分和許多適合于嚙合上述馬達定子外表面的徑向朝內的沿周面間隔開的第二表面部分，上述第一表面部分基本上與上述第二表面部在圓周上錯開，所以可避免在徑向方向的準直。
2.如權利要求1所述的馬達襯墊，其特征在于，上述馬達襯墊包括許多徑向朝內的與上述馬達定子外表面部分隔開的第三表面部分。
3.如權利要求2所述的馬達襯墊，其特征在于，上述第三表面部分配置在相鄰的第二表面部分之間。
4.如權利要求3所述的馬達襯墊，其特征在于，第三表面部分與上述第一表面部分是徑向準直的。
5.如權利要求1所述的馬達襯墊，其特征在于，上述許多第一表面部分位于一個想象圓的圓周上，上述想象圓具有相當于上述外殼直徑的直徑，因而可使上述馬達襯墊壓配合在上述外殼中。
6.如權利要求1所述的馬達襯墊，還包括在上述第一和第二表面部分的相應部分之間延伸的拱形部分。
7.如權利要求6所述的馬達襯墊，其特征在于，上述拱形部分使得上述馬達襯墊具有柔性，因而上述馬達襯墊可以適合不同直徑的外殼和不同尺寸的定子。
8.如權利要求1所述的馬達襯墊，其特征在于，上述馬達襯墊其軸向長度小于上述定子的軸向長度。
9.如權利要求1所述的馬達襯墊，其特征在于，上述馬達襯墊沿其周長具有大體恒定的壁厚。
10.如權利要求1所述的馬達襯墊，其特征在于，上述第一表面的尺寸相當于上述外殼尺寸，從而形成第一預定卡緊力，上述第二表面部分相對于上述定子確定尺寸，從而形成第二預定卡緊力，上述第一和第二卡緊力大到可以充分防止上述定子和上述外殼之間發生相對運動。
11.如權利要求1所述的馬達襯墊，其特征在于，上述第一表面部分位于第三預定直徑的想象圓的圓周上，上述第二表面部分位于第四預定直徑的想象圓的圓周上，上述第三和第四預定直徑之間的差值大于上述第一外直徑和上述外殼直徑之間的差值。
12.如權利要求11所述的馬達襯墊，還包括在上述第一和第二表面部分之間延伸的相互連接部分，上述相互連接部分使上述馬達襯墊稍具柔性，因而在將上述馬達襯墊組裝到上述外殼內時上述第三預定直徑可以減小。
13.如權利要求12所述的馬達襯墊，其特征在于，當將上述馬達襯墊組裝到上述定子中時上述相互連接部分能使上述第四預定直徑增加。
14.如權利要求1所述的馬達襯墊，其特征在于，上述馬達襯墊形為連續環。
15.一種制冷壓縮機，包括外殼，包括具有第一直徑的大體圓筒部分；支承在上述外殼內的壓縮機機構；馬達、配置在上述殼體中，可驅動地連接于上述壓縮機，上述馬達包括第二直徑的定子，上述第二直徑小于上述第一直徑；馬達襯墊，用于將上述定子固定在上述大體圓筒部分中，上述馬達襯墊包括許多與上述外殼內表面嚙合的徑向朝外的第一表面部分和許多與上述定子嚙合的徑向朝內的第二表面部分，上述第一和第二表面部相配合而將上述定子支承在上述外殼的上述圓筒部分內。
16.如權利要求15所述的致冷壓縮機，其特征在于，上述第一表面部分在圓周上與上述第二表面部分錯開，因而可避免其徑向準直。
17.如權利要求15所述的致冷壓縮機，還包括在上述第一和第二表面部分的選擇表面之間延伸的相互連接部分，上述相互連接部分在組裝上述馬達襯墊、上述定子和上述圓筒部分時可受作用而在上述第一和第二表面之間進行稍許的相對徑向運動。
18.如權利要求15所述的致冷壓縮機，其特征在于，上述壓縮機是渦形壓縮機。
19.如權利要求17所述的致冷壓縮機，其特征在于，上述馬達襯墊形為環形，上述第一和第二表面部分在圓環上錯開地配置，而上述相互連接部分配置在環形相鄰的第一和第二表面之間。
20.如權利要求15所述的致冷壓縮機，其特征在于，上述第一表面部分位于第三直徑的想象圓的圓周上，上述第二表面部分位于第四直徑的想象圓的圓周上，可以選擇上述第一和第二表面部分的尺寸、上述第一和第三直徑之間的相對尺寸和上述第二和第四直徑之間的相對尺寸，以提供足夠大的卡緊力，從而防止在上述馬達定子和上述外殼之間發生相對運動。
全文摘要
公開一種馬達襯墊,該襯墊很適合于將第一直徑的馬達定子牢固地固定在較大直徑的外殼內,這樣可避免制造成本更高階梯形的外殼來接納馬達和被驅動裝置。該馬達襯墊特別適合于與這樣的氣密電動壓縮機連接,即在這些壓縮機中,需要利用直徑大于馬達定子尺寸直徑的外殼,而且仍然由外殼支承馬達。因為馬達襯墊稍有柔性,所以該襯墊有利于將馬達定子組裝在襯墊上而同時將襯墊組裝在外殼中,而且還可以容納這些部件之間的較寬范圍的公差。
文檔編號H02K5/24GK1191266SQ98104308
公開日1998年8月26日 申請日期1998年1月25日 優先權日1997年1月27日
發明者理查德·S·塔克 申請人:科普蘭公司