本发明涉及一种冷却剂压缩机的连接构件，用于将冷却剂压缩机的壳体连接在与冷却剂压缩机作用连接的设备上，优选地连接在冷却设备的安装板上，连接构件包括内部元件和包围内部元件的外部元件，其中，内部元件具有比外部元件更高的刚度，以及其中，外部元件具有功能部段，所述功能部段设计为在连接构件承受载荷的状态中既支承在壳体上也支承在所述设备上，优选地支承在所述安装板上。
背景技术：
按现有技术，连接构件被用于冷却剂压缩机与冷却剂作用连接的设备，尤其与冷却设备在振动技术上脱耦。也就是说，冷却剂压缩机经由连接构件连接在该设备上或者与该设备连接。连接构件通常包括尤其金属制的套筒，该套筒被典型硬度为40至50肖氏硬度A的橡胶元件沿径向包围。
然而橡胶有一系列对振动脱耦带来负面影响的缺点。尤其是橡胶大的动态刚度及其与安装方式相关联、尤其导致连接构件大横向刚度的不可压缩性，使得足够好的振动脱耦特别是在低频情况下几乎不可能达到。
另一方面出自成本的原因橡胶还是被使用。尤其在量产产品、例如制冷设备中成本压力极大，所以优先使用橡胶作为原材料。
技术问题
因此本发明要解决的技术问题是，提供一种器件，它允许尤其经济地实现在冷却剂压缩机和与冷却剂压缩机作用连接的设备之间更好地振动去耦。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明的核心是规定带有非线性弹簧特性曲线的连接构件。为此，连接构件的静态预压力接近临界载荷，该连接构件包括内部元件和包围内部元件的外部元件，其中，内部元件具有比外部元件更高的刚度。这如弹性系数很低的弹簧特性曲线中的平坦点(Flachpunkt)那样起作用。因此相应的弹簧特性曲线具有非线性的变化。这又能被利用于保证，尽管静态弹簧挠度(Einfederung)小，但在工作点仍达到低的弹性系数。
反之，对于带有纯线性弹簧特性曲线的连接构件而言，受缓冲的质量的固有频率只是静态弹簧挠度和重力加速度的函数。这意味着，总是随更大的静态弹簧挠度出现固有频率的降低。但基于便于装配和位置需求，小的静态弹簧挠度是有利的，通过线性弹簧特性曲线原则上不能同时通过固有频率的降低实现小的静态弹簧挠度。一方面低的固有频率是对于尤其在50Hz至160Hz范围内的低频时良好地振动去耦的先决条件，这尤其对于转速受控制的压缩机有重要意义。另一方面低的固有频率还改善高频时的振动去耦。
按本发明，这种非线性的弹簧特性曲线通过利用所谓的几何刚度造成。为此，按本发明设置外部元件的功能部段，在连接构件承受载荷的状态中所述功能部段既支承在壳体上也支承在设备上。
术语支承一般可理解为直接或间接支承。也就是说，受支承的功能部段可以直接接触壳体或设备，或通过例如至少一个与壳体或设备至少在承受载荷的状态中连接的连接件。
连接构件的承受载荷的状态在下面应始终理解为，存在至少一个平行于轴向延伸的压力分量。与之相应地，尤其在壳体与设备相向地和平行于轴向地相对运动时，发生连接构件的所述承受载荷的状态。优选地，连接构件的纵轴线平行于轴向延伸。
按本发明还设置有空隙、优选形式为间隙的空隙，沿横向于轴向地，优选相对于轴向正交地延伸的横向与功能部段相接。在此，基本上空隙或间隙从功能部段出发沿内部元件方向观察接在功能部段上，或沿反方向观察也是如此。优选地，空隙或间隙在连接构件未承受载荷的状态中是空的，其中，在未承受载荷的状态中不存在沿轴向的压力分量。
为了保证连接构件的在工作点中平缓的弹簧将特性曲线，外部元件或其功能部段设计为，使得在承受载荷的状态中平行于轴向的预定义的压力占优势地位时，外部元件或其功能部段在承受载荷的状态中与未承受载荷的状态相比变形。在此，优选地，功能部段变形为使功能部段伸入空隙或间隙内。也就是说，功能部段原则上可以沿朝内部元件的方向变形或沿反方向变形，这取决于空隙或间隙相对于功能部段是如何设置的。尤其是，功能部段可以变形为，使功能部段的中部的部段凸入空隙内。
因此，对于一种将冷却剂压缩机壳体连接在与冷却剂压缩机作用连接的设备上，优选地连接在冷却设备的安装板上的冷却剂压缩机的连接构件，连接构件包括内部元件和包围内部元件的外部元件，其中，内部元件具有比外部元件更高的刚度，并且其中，外部元件具有功能部段，所述功能部段设计为在连接构件承受载荷的状态中既支承在壳体上也支承在设备上，优选地支承在安装板上，按本发明规定，设置有空隙，沿横向观察所述空隙接在外部元件的功能部段上，其中，平行于横向观察内部元件和外部元件相继地布置，并且其中，在连接构件承受载荷的状态中所述功能部段变形，使所述功能部段至少部段式向空隙内突伸。
内部元件和外部元件可以具有基本上圆形的横截面。在这种情况下外部元件径向地包围内部元件。
优选地，功能部段可以设计为，功能部段的变形以纵向弯曲进行。与之相应，在按本发明的连接构件的优选的实施形式中规定，变形后的功能部段包括带弯折部的部段，其中，功能部段的具有弯折部的部段至少部分地伸入空隙内。
为了使这种在轴向力过大时变得不稳定的系统重新稳定，在按本发明的连接构件的优选的实施形式中规定，在连接构件承受载荷的状态中，变形后的功能部段至少部分地贴靠在连接构件的支承部上，沿横向观察该支承部与空隙相邻。由此抑制功能部段更剧烈地变形或纵向弯曲。
通过功能部段朝内部元件方向变形或纵向弯曲并贴靠在内部元件上，实现本发明的连接构件在设计上特别简单的和经济的生产。优选地，内部元件在承受载荷的状态中不变形。优选地，内部元件在承受载荷的状态中不同时支承在壳体和设备上，特别优选的是只支承在壳体上或只支承在设备上。与之相应，在按本发明的连接构件的优选的实施形式中规定，连接构件的支承部通过内部元件构成。
在按本发明的连接构件的优选的实施形式中规定，外部元件具有更靠近在内部元件旁布置的内部部段和外部部段，其中，功能部段通过这两个部段之一构成，以及在连接构件承受载荷的状态中，这两个部段中仅功能部段既支承在壳体上也支承在设备上，优选地支承在安装板上。
所述外部部段沿横向并朝外观察布置在内部部段后面，其中，横向是相对于轴向成横向，优选地相对于轴向正交的方向。
优选地，所述外部部段和内部部段分别具有基本上圆环形的横截面。
所述承受载荷的状态不排除还有其他的、两个部段既支承在壳体上也支承在设备上的承受载荷的状态的可能性。例如可以想到部段的阶梯状支承，在这种阶梯状支承的情况下，该部段在承受载荷的状态中仅支承在壳体上或支承在设备上，以及在这种阶梯状支承的情况下，该部段在带有平行于轴向的压力分量进一步升高的另外的承受载荷的状态中，既支承在壳体上也支承在设备上。这种进一步升高的压力分量优选地可在壳体平行于轴向进一步接近设备时形成。
为了在承受载荷的状态中提供用于那个构成功能段的部段变形或纵向弯曲的空间，并以此实现该部段受控制的变形或受控制的纵向弯曲，在按本发明的连接构件的优选的实施形式中规定，所述空隙至少部段式构造在内部部段与外部部段之间。也就是说，空隙实现那个在连接构件承受载荷的状态中既支承在壳体上也支承在设备上的部段朝另外的部段的方向变形。
为了在使构成功能部段的那个部段变形的高压应力时把这种变得不稳定的系统重新稳定，在按本发明的连接构件的优选的实施形式中规定，支承部通过所述两个部段中的另外的部段构成。也就是说，构成功能部段的部段支承在所述另外的部段上。在此优选地，所述另外的部段本身不变形或本身不纵向弯曲。
为了阻止所述另外的部段变形或纵向弯曲，并以此实现变形或纵向弯曲的部段支承在所述另外的部段上，所述另外的部段在承受载荷的状态中只支承在壳体上或设备上，但是不同时支承在这两者上。在此优选地，相邻的部段以一个端部区域支承在壳体或设备上，而该相邻的部段的另外的端部区域在承受载荷的状态中能相对于设备或壳体运动，或相对于设备或壳体是自由的。
在载荷较低时，系统或外部元件的不稳定的程度可以通过选择变形的部段的壁厚设置。在此，足够大的壁厚防止低载荷时过大的不稳定性。因为所述另外的部段主要仅必须满足对于变形的部段的支承功能，所以它可以保持相对小的壁厚。因此，在按本发明的连接构件的优选的实施形式中规定，沿横向观察功能部段至少部段式具有比两个部段中另一个部段更大的壁厚。由此甚至能为另一个部段节省原材料。在此，壁厚优选地在连接构件未承受载荷的状态中测量。
为了确保变形的部段可靠地支承或贴靠在另外的部段上，所述另外的部段，尤其与变形的部段相比，沿轴向必须有足够的尺寸。与之相应，在按本发明的连接构件的优选的实施形式中规定，在连接构件未承受载荷的状态中，功能部段沿轴向观察具有比两个部段中另一个部段更小的长度，在此，所述横向相对于轴向横向地延伸。
与变形的部段的变形相应，在按本发明的连接构件的优选的实施形式中规定，在连接构件未承受载荷的状态中，功能部段沿轴向观察具有比在连接构件承受载荷的状态中大的长度，在此，所述横向相对于轴向横向地延伸。所述变形因此原则上可以是任意的，前提是变形沿轴向观察导致变形的部段的长度缩短。
为了可以在设计和制造技术上特别简单地实现外部元件，在按本发明的连接构件的优选的实施形式中规定，功能部段通过外部部段构成。
所述两个部段沿轴向观察分别有第一和第二端部区域。为了可以在设计和制造技术上特别简单地实现外部元件，在按本发明的连接构件的优选的实施形式中规定，所述两个部段优选地在各部段的端部区域的区域内互相连接。此外，通过连接所述两个部段，还能防止在高压力载荷时外部元件不希望的过大不稳定性。
为了尤其便于装配或简化制造连接构件，在按本发明的连接构件的优选的实施形式中规定，外部元件设计为一体的。
优选的是，外部元件是弹性的，并且是不易甚至完全不能压缩的。与之相应，在按本发明的连接构件的优选的实施形式中规定，外部元件由橡胶或弹性体制成。在此，橡胶不仅能由天然的也能由合成的原料，尤其生橡胶制成。弹性体相应地是不易甚至完全不能压缩的。
与上述内容相似地，按本发明提供一种冷却剂压缩机，其包括密闭密封的壳体和布置在壳体内部的、具有用于循环压缩冷却剂的活塞-缸单元以及用于驱动活塞-缸单元的电动机的驱动单元，其中，所述冷却剂压缩机还包括至少一个按本发明的连接构件，用于将壳体连接在与冷却剂压缩机作用连接的设备上，优选地连接在冷却设备的安装板上。
此外，与上述内容一致地，按本发明还提供一种系统，按本发明的这种系统包括按本发明的冷却剂压缩机和与冷却剂压缩机作用连接的设备，优选冷却设备，其中，所述设备包括安装板，冷却剂压缩机的壳体通过所述至少一个连接构件连接在所述安装板上，其中，在连接构件承受载荷的状态中，功能部段既支承在壳体上也支承在安装板上。
为了保证支承部，尤其不变形的另外的部段，在承受载荷的状态中只能支承在壳体上，在按本发明的系统的优选的实施形式中规定，在安装板中设置孔和/或凹陷部和/或台阶部，在连接构件承受载荷的状态中支承部伸入其中。优选地，支承部，尤其所述另外的部段的那个在承受载荷的状态中所述另外的部段以其伸入安装板的孔和/或凹陷部和/或台阶部内的部分，在从未承受载荷的状态中转换为承受载荷的状态中时向安装板上运动。优选地，支承部，尤其所述另外的部段，在未承受载荷的状态中不伸入安装板的孔和/或凹陷部和/或台阶部内。
附图说明
下面借助实施例详细说明本发明。这些附图作为示例并虽然应说明发明思想，但绝不仅限于此或绝非最终的描述。
其中：
图1表示冷却剂压缩机侧视图；
图2表示按图1中剖切线A-A剖切由现有技术已知的连接构件剖视图；
图3表示剖切按本发明的连接构件的一种实施形式在未承受载荷的状态中类似于图2的剖视图；
图4表示与图3一样的剖视图，其中，连接构件处于承受载荷的状态中；
图5表示剖切按本发明的连接构件另一种实施形式在未承受载荷的状态中类似于图2的剖视图；以及
图6表示与图5一样的剖视图，其中连接构件处于承受载荷的状态中。
具体实施方式
在图1的侧视图中可以看到带有壳体2的冷却剂压缩机1，其中，在壳体2内部布置有驱动单元，驱动单元带有用于循环压缩冷却剂的活塞-缸单元和用于驱动活塞-缸单元的电动机(图中未示出)。在图1中，壳体2通过按现有技术的连接构件4与冷却设备3的安装板26连接，冷却设备3与冷却剂压缩机1作用连接。
如图2的剖视图所示，按现有技术的连接构件4具有内部元件5和包围内部元件5的外部元件6。外部元件6典型地由橡胶制成。内部元件5肯定具有比外部元件6更大的刚度，其反作用于外部元件6的沉降。
连接构件4具有纵轴线24，纵轴线24平行于轴向16延伸。横向地、优选与轴向16正交地有横向28。沿横向28观察，纵轴线24通过连接构件4的中央延伸。从纵轴线24出发沿横向28向外观察，外部元件6布置在内部元件5后面。
内部元件5可以设计为套筒状，这允许螺钉(图中未示出)穿过，用于将连接构件4与壳体2连接。在图2中(同样也在图3和图4中)还能看到钢制弹簧销25，在钢制弹簧销25上可以压装弹簧(图中未示出)，驱动单元(图中没有表示)借助所述弹簧支承在壳体2内。
按现有技术基于运输负载采用一些方案，在这些方案中如在图2中那样外部元件6被环绕纵轴线24地尤其被设备3的部件、优选被安装板26全面包围。结合内部元件5的加强效果，橡胶的不可压缩性因而影响重大，因为不能利用橡胶的可剪切变形性能。其结果是阻碍在冷却剂压缩机1与冷却设备3之间振动去耦。
此外，在图示的实施例中内部元件5在其沿轴向16观察的自由端部上构成运输防护装置7，方法是内部元件5在那里沿横向28拓宽。这导致运输防护装置7沿横向28的尺寸35大于安装板26的孔29的尺寸34，内部元件5和外部元件6沿轴向穿过该孔29。其又阻止冷却剂压缩机1沿轴向16从安装板26脱出。
外部元件6在运输防护装置7上构成缓冲层32。缓冲层32防止在运输防护装置7与安装板26之间发生硬的金属接触，尤其在冷却剂压缩机1错误安装并且冷却剂压缩机1与安装板26相抵预紧的情况下。
通过按本发明的连接构件4极大地改善在冷却剂压缩机1与冷却设备3之间的振动去耦。图3和图4以与图2类似的剖视图示出这种按本发明的连接构件4第一设计方案。其中，图3示出按本发明的连接构件4处于不具有平行于轴向16的压力分量的未承受载荷的状态中。反之，图4示出按本发明的连接构件4处于具有至少一个平行于轴向16的压力分量的承受载荷的状态中，使得壳体2和安装板26被平行于轴向16地相抵挤压。
外部元件6优选地由橡胶或具有低的或不具有可压缩性的弹性体制成。内部元件5优选由金属，例如钢或不锈钢制造。
外部元件6具有外部部段9和内部部段10，其中，内部部段10更靠近内部元件5旁地布置。从纵轴线24沿横向28朝外观察，外部部段9布置在内部部段10后面。外部部段9沿轴向16由第一端部区域11和第二端部区域12限定。内部部段10沿轴向16由第一端部区域13和第二端部区域14限定。外部部段9和内部部段10在其第二端部区域12、14的区域内互相连接。优选地，外部元件6一体式制成。
在图示的实施例中，部段9、10具有围绕纵轴线24的对称结构，因此，外部部段9和内部部段10与纵轴线24正交地分别至少部段式具有圆环形的横截面。因此在图示的实施例中横向也可以看作径向。基本上当然也可以是其他横截面形状，例如椭圆形或四边形，尤其矩形或正方形的横截面形状。
外部元件6与内部元件5连接。优选地外部元件6在内部部段10的第二端部区域14的区域内通过压配合与内部元件5连接。在图示的实施例中，沿轴向16观察另外的空隙33与所述压配合相邻，所述另外的空隙33部段式构造在内部元件5与外部元件6的内部部段10之间。所述另外的空隙33用于避免在内部元件5、内部部段10与安装板26之间的直接接触。确切地说，当安装板26平行于横向28朝内部元件5的方向压靠内部部段10时，所述另外的空隙33允许内部部段10能够偏移。否则，当外部元件6由橡胶制成时，会造成剧烈增大的不希望的横向刚性，因为橡胶几乎是不可压缩的。
在图示的实施例中，部段9、10通过第二端部区域12、14支承在壳体2上。优选地，外部元件6在第二端部区域12、14的区域内支承在壳体底部8上。
外部部段9构成功能部段30，其中，外部部段9不仅支承在壳体2上，而是至少在连接构件4承受载荷的状态中还以其第一端部区域11支承在冷却设备3的安装板26上。与此相反地，内部部段10的第一端部区域13穿过安装板26的孔29伸出。因此，内部部段10的第一端部区域13能相对于安装板26沿轴向16运动，安装板26能相对于内部部段10的第一端部区域13沿轴向16运动。
其结果是，在承受载荷的状态中，当壳体2或壳体底部8与安装板26沿轴向16相互接近时，仅外部部段9或功能部段30被沿轴向16加压。在此，外部部段9设计为通过纵向弯曲产生外部部段9的变形。也就是说，在承受载荷的状态中，外部部段9或功能部段30是被变形的部段27并且具有弯折部17，参见图4。与之相反地，内部部段10没有沿轴向16受压，因为在承受载荷的状态中其第一端部区域13只是平行于轴向16相对于安装板26移动。与此相应，在承受载荷的状态中内部部段10也不变形。
基于外部部段9或功能部段30的变形，所以其沿轴向16的长度发生改变。也就是说，其在未承受载荷的状态中的长度20大于其在承受载荷的状态中的长度22。与之相反地，在承受载荷的状态中内部部段10具有长度23，所述长度23与内部部段10在未承受载荷的状态中的长度21正好一样大。
在未承受载荷的状态中(图3)，在外部部段9与内部部段10之间部段式构成形式为空隙15的空腔，基于在图示的实施例中存在的对称，所以形式为空隙15的空腔至少部段式环形地围绕纵轴线24延伸。所述空隙15提供用于外部部段9或功能部段30在承受载荷的状态中(图4)能够朝内部部段10的方向纵向弯曲的位置。与此相应，在承受载荷的状态中空隙15被外部部段9部分地充填。
根据平行于轴向16的压力分量有多大，所述的纵向弯曲可以实施到如此程度，直至外部部段9或功能部段30贴靠在支承部31上。在图3和图4所示的实施例中，支承部31由内部部段10构成。所述贴靠使功能部段30或外部部段9或外部元件6稳定。
总之，由此得到按本发明的连接构件4的非线性弹簧特性曲线。在此，外部元件6或外部部段9或功能部段30可以设计为，比较小的平行于轴向16的压力就能导致外部部段9或功能部段30的纵向弯曲。这相当于相对不稳定的状态或很平缓的弹簧特性曲线。但是，一旦外部部段9或功能部段30贴靠在内部部段10或支承部31上，外部元件6便立即稳定。这种情况发生在进一步提高压力时，由此在这些压力下实现非常陡的特性曲线，并且在总体上得到按本发明的连接构件的非线性的弹簧特性曲线。
纵向弯曲的程度与平行于轴向16的压力分量大小如何关联，或在压力较低时连接构件4的不稳定程度，主要可以通过选择外部部段9的壁厚18确定。在此，壁厚18也能明显大于内部部段10的壁厚19。优选地，壁厚18、19在未承受载荷的状态中下测量，参见图3。
在图5和图6中表示的按本发明的连接构件4的实施形式，与图3和图4所示实施形式的区别主要在于，外部元件6只具有功能部段30而不是两个部段9、10。至少在连接构件4承受载荷的状态中，功能部段30既支承在壳体2或在壳体底部8上，也支承在设备3或安装板26上。
在这种情况下支承部31通过内部元件5构成，内部元件5沿轴向16穿过安装板26的孔29伸出。
其结果是，在承受载荷的状态中，当壳体2或壳体底部8与安装板26沿轴向彼此接近时，只有外部元件6或功能部段30被沿轴向16施加压力。在此，外部元件6或功能部段30设计为，通过纵向弯曲产生功能部段30的变形。也就是说，在承受载荷的状态中，功能部段30是被变形的部段27并且具有弯折部17，参见图6。相反地，内部元件5没有沿轴向受压，因为内部元件5如已提及的那样突伸通过孔29，并因而在承受载荷的状态中只是平行于轴向16相对于安装板26移动。
空隙15在连接构件4未承受载荷的状态中是空的并且在连接构件4承受载荷的状态中为功能部段30的变形或纵向弯曲提供必要位置，所述空隙15相应地部段式在内部元件5与外部元件6或功能部段30之间构成。
根据平行于轴向16的压力分量有多大，所述的纵向弯曲可以实施到如此程度，直至功能部段30贴靠在支承部31或内部元件5上。所述贴靠使功能部段30或外部元件6稳定。
孔29优选地设置在安装板26阶梯状下沉的部段中，外部元件6布置在所述下沉的部段内。在连接构件4承受载荷的状态中，当功能部段30在空隙15内纵向弯曲时，由于所述的阶梯状使功能部段30沿横向28支承在其与安装板26接触的端部上。
在图5和图6中没有特地表示在运输防护装置7上的缓冲层32。当然可以设置这样的缓冲层32，例如通过用橡胶或否则用弹性或减振材料为运输防护装置7敷层。
附图标记清单
1 冷却剂压缩机
2 壳体
3 冷却设备
4 连接构件
5 内部元件
6 外部元件
7 运输防护装置
8 壳体底部
9 外部元件的外部部段
10 外部元件的内部部段
11 外部部段的第一端部区域
12 外部部段的第二端部区域
13 内部部段的第一端部区域
14 内部部段的第二端部区域
15 空隙
16 轴向
17 弯折
18 外部部段的壁厚
19 内部部段的壁厚
20 外部部段在未承受载荷的状态中的长度
21 内部部段在未承受载荷的状态中的长度
22 外部部段在承受载荷的状态中的长度
23 内部部段在承受载荷的状态中的长度
24 连接构件的纵轴线
25 钢制弹簧销
26 安装板
27 变形或有弯折部的部段
28 横向
29 安装板的孔
30 功能部段
31 支承部
32 在运输防护装置上的缓冲层
33 另外的空隙
34 安装板的孔的横向尺寸
35 运输防护装置的横向尺寸