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Ölpumpe, insbesondere für Kältekompressoren
Die Erfindung bezieht sich auf eine Ölpumpe, insbesondere für Kältekompressoren, deren Förderwelle durch die Antriebswelle des Kompressors gebildet ist und eine Eindrehung besitzt, die einen Durchflussraum mit exzentrisch zum Wellenumfang verlaufender Innenfläche ergibt.
Bei bekannten Ausführungen dieser Art wird der Durchflussraum durch einen gesteuerten, in der Regel federbelasteten Schieber in einen Saug- und einen Druckraum unterteilt, wobei die Ölzuleitung und die Ölableitung in dem den Durchflussraum nach aussen abschliessenden Wellenlager vorgesehen sind. Ölzu- leitung und Ölableitung münden hiebei in unmittelbarer Nähe der Anlage des Schiebers an der Innenfläche des Durchflussraumes in diesen ein, wobei sich die jeweils in den Mündungsbereichen der Ölleitungen be- findlichen Querschnitte des Durchflussraumes ständig verändern.
Erfindungsgemäss ist die Ölzuleitung und die Ölableitung durch an bzw. in der Antriebswelle des Kompressors vorgesehene Nuten bzw. Kanäle gebildet, die diametral zueinander im Bereich des weitesten und des engsten Querschnitts des Durchflussraumes in diesen einmünden, wobei die Ölzuleitung ständig mit Öl gespeist ist. Dadurch, dass sich solcherart sowohl die Ölzuleitung als auch die Ölableitung zusammen mit dem Durchflussraum ständig und gemeinsam um die Achse der Antriebswelle drehen, ohne hiebei irgendeine Relativbewegung zueinander auszuführen, ist es ohne Verwendung eines Schiebers möglich, bei entsprechender Bemessung des weitesten und engsten Durchflussraumquerschnitts eine überraschend grosse Druckhöhe zu erzielen, unter der Voraussetzung, dass die Ölzuleitung ständig mit Öl gespeist ist.
Zweckmässig kann hiebei die Ölzuleitung in an sich bekannter Weise mit einem in einen Ölvorratsbehälter hineinreichenden, exzentrisch zur Antriebswellenachse angeordneten und zu dieser hin gekrümmten Tauchrohr verbunden sein. Ausser der zufolge Wegfalls des Schiebers erzielten besonderen Vereinfachung und Kostenverringerung ist noch der besondere Vorteil gegeben, dass die Pumpe sowohl bei der einen, als auch bei der entgegengesetzten Drehrichtung der als Förderwelle dienenden Antriebswelle mit ganz gleicher Wirkung arbeitet.
Nicht zuletzt ergibt sich aber auch der Vorteil, dass das Wellenlager völlig frei von Nuten, Bohrungen, Ausnehmungen für den Schieber usw., ausgeführt sein kann, da sämtliche für die Pumpenfunktion notwendigen Nuten, Bohrungen, Eindrehungen u. dgl. an bzw. in der Antriebswelle des Kompressors vorgesehen sind.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes axonometrisch darge- stellt. Fig. 1 zeigt die eine Ausführungsform mit im Bereich des Hauptlagers der Antriebswelle vorgesehener Ölpumpe. Fig. 2 stellt einen Schnitt nach Linie II- Il der Fig. 1 dar, wobei die sich im Durchflussraum ergebenden Drücke diagrammartig eingezeichnet sind. Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel mit am Exzenterzapfen der Antriebswelle vorgesehener Ölpumpe.
Mit 1 ist die als Förderwelle dienende Antriebswelle des Kältekompressors bezeichnet, die über den Rotor 10 eines in der Zeichnung nicht näher dargestellten Elektromotors antreibbar ist. Die Antriebswelle 1 besitzt eine Eindrehung, die einen Durchflussraum 2 mit exzentrisch zum Wellenumfang verlaufender Innenfläche 2'ergibt. Die Olzuleitung 3 und die Olableitung 4 ist vorliegend durch an der Antriebswelle 1 vorgesehene Nuten gebildet, die diametral zueinander im Bereich des weitesten und des engsten Querschnitts des Durchflussraumes 2 in diesen einmünden (s. auch Fig. 2).
Da die Ölzuleitung 3 ständig mit Öl gespeist sein muss, steht sie mit einem in einen Ölvorratsbehälter 15 hineinreichenden Tauchrohr 6 in Verbindung, das am unteren Ende des Exzenterzapfens 5 exzentrisch zur Antriebswellenachse angeordnet und zu dieser hin gekrümmt ist. Mittels des rotierenden Tauchrohres 6 wird das Öl in an sich bekannter Weise aus dem Ölvorratsbehälter 15 durch die Bohrungen 3', 3" zur eigentlichen Ölzuleitung 3 gefördert.
Vom Exzenterzapfen 5 wird über den nicht dargestellten Gleitstein der Doppelkolben 7 angetrieben,
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der im Zylindergehäuse 8 des Kompressors hin-und hergleitet. Das vollkommen nuten-und bohrungsfreie
Wellenlager 9 (Fig. l) ist an der Tragplatte 11 des Kompressors ausgebildet und von der Rotorhülse 13 unter
Belassung eines Spalts 14 umgeben. Letzterer steht mit dem oberen Ende der Ölableitung 4 in Verbindung.
Das durch ihn unter Druck abfliessende Öl wird am unteren Ende der Rotorhülse 13 durch Ölnuten eines dort vorgesehenen Axiallagers ausgeschleudert.
Das in den Durchflussraum 2 mittels des Tauchrohres 6 geförderte Öl wird einerseits von der rotieren- den Antriebswelle 1 mitgenommen, anderseits von der Innenfläche des ruhenden Wellenlagers 9 zurückgehalten. Die an der Antriebswelle 1 haftenden Grenzschichten des Öls werden vom weitesten zum engsten
Querschnitt des Durchflussraumes hin von den am Wellenlager 9 haftenden Grenzschichten immer mehr ababgebremst, so dass die kinetische Energie aer von der Welle mitgenommenen Grenzschichten gegen den engsten Querschnitt hin in Druckenergie umgewandelt wird.
Durch die Massenträgheit des im Durchflussraum befindlichen Öls wird der bereits durch die Flüssigkeitsreibung bedingte Druckanstieg noch erhöht, wodurch das Öl über den engsten Querschnitt des Durchflussraumes, u. zw. durch den Spalt 16 (Fig. 2), in die Ölableitung 4 gepresst wird (s. Druckdiagramm in Fig. 2). Versuche haben ergeben, dass gegenüber der üblichen Ölförderung mittels eines Tauchrohres eine sechs- bis zehnfache Ölmenge in derselben Zeit gefördert wird.
Das solcherart in die Ölableitung 4 von der einen Seite her über den Spalt 16 mit hohem Druck eingepresste Öl kann über den gegenüberliegenden Spalt 16'in den drucklosen Teil des Durchflussraumes nicht entweichen. Wie eingehende Versuche gezeigt haben, entsteht nämlich im Bereich des Spaltes 16'ein Druckanstieg, der dem in der Ölableitung 4 herrschenden Druck annähernd das Gleichgewicht hält.
Gemäss Fig. 3 ist die Ölpumpe am Exzenterzapfen 5 vorgesehen. Das durch das Tauchrohr 6 geförderte Öl wird durch einen Kanal 3 dem weitesten Querschnitt des Durchflussraumes 2 zugeführt. Vom engsten Querschnitt des Durchflussraumes führt ein Kanal 4'zu einer an der Antriebswelle 1 befindlichen Nut 4" und über eine Ringnut 12 zu einer weiteren Nut 4'". Auch bei einer solchen Pumpenanordnung ist die Wirkungsweise vom Drehsinn der Antriebswelle völlig unabhängig.
Die Speisung der Ölzuleitung ist keineswegs an die Verwendung eines Tauchrohres gebunden. Sie könnte u. a. auch von einem etwa in Höhe des Durchflussraumes angeordneten Ölvorratsbehälter aus erfolgen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Ölpumpe, insbesondere für Kältekompressoren, deren Förderwelle durch die Antriebswelle des Kompressors gebildet ist und eine Eindrehung besitzt, die einen Durchflussraum mit exzentrisch zum Wellenumfang verlaufender Innenfläche ergibt, dadurch gekennzeichnet, dass die Ölzuleitung (3) und die Ölableitung (4) durch an bzw. in der Antriebswelle (1) des Kompressors vorgesehene Nuten bzw. Kanäle gebildet sind, die diametral zueinander im Bereich des weitesten und des engsten Querschnitts des Durchflussraumes (2) in diesen einmünden, wobei die Ölzuleitung (3) ständig mit Öl gespeist ist.