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Die
Erfindung betrifft einen Kältemittelverdichter, insbesondere
semi-hermetischen Kältemittelverdichter, mit einem Gehäuse,
das in seinem unteren Teil einen Ölsumpf aufweist, einem
Verdichterblock, der mindestens einen Zylinder aufweist, in dem
ein Kolben angeordnet ist, einer Kurbelwelle, die im Verdichterblock
gelagert ist und mit dem Kolben in Antriebsverbindung steht, und
einer Ölpumpenanordnung, die zumindest teilweise in den Ölsumpf
eintaucht.
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Ein
derartiger Kältemittelverdichter ist beispielsweise aus
GB 1,122,348 bekannt. Dieser
Kältemittelverdichter weist in einer Ausführungsform
drei sternförmig angeordnete Zylinder auf. Die in den Zylindern
angeordneten Kolben werden über einen gemeinsamen Kurbelzapfen
der Kurbelwelle zu einer hin- und hergehenden Bewegung angetrieben.
Eine Ölpumpenanordnung ist durch ein schräg stehendes Rohr
gebildet, dessen Mündung in den Ölsumpf eintaucht.
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Ein
derartiger Kältemittelverdichter dient dazu, Kältemittel,
das in gasförmiger Form vorliegt, zu verdichten. Dabei
treten teilweise erhebliche Belastungen in den Lagern auf, die relativ
zueinander bewegte Teile miteinander verbinden. Dies gilt insbesondere
dann, wenn Kältemittel verwendet werden, die einen höheren
Druck benötigen, beispielsweise umweltfreundliche Kältemittel
wie CO2.
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Man
verwendet daher in praktisch allen Kältemittelverdichtern
eine Schmierung, bei der Öl aus dem Ölsumpf bestimmten
Stellen zugeführt wird, um eine Reibung zwischen relativ
zueinander bewegten Teilen zu vermindern und damit auch den Verschleiß zu
vermindern.
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Für
eine energiesparende Arbeitsweise eines Kältemittelverdichters
kann es erforderlich werden, den Kältemittelverdichter
mit wechselnden Drehzahlen zu betreiben. In diesem Fall kann es schwierig
werden, die Ölversorgung immer sicherzustellen. So ergeben
sich bei niedrigen Drehzahlen und Verwendung einer Zentrifugalpumpe
auch nur niedrige Öldrücke, bei denen die Schmiermittelversorgung
der entsprechenden Lagerstellen nicht immer sichergestellt werden
kann. Bei hohen Drehzahlen ergeben sich hingegen hohe Öldrücke,
so dass überschüssiges Öl im Inneren
des Gehäuses verspritzt wird. Dabei besteht die Gefahr,
dass sich das Öl mit Kältemittel vermischt, das
ebenfalls über das Innere des Gehäuses zugeführt
wird.
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Eine
andere Möglichkeit besteht darin, eine Druckdifferenz zwischen
dem Ölsumpf und den Lagerstellen aufzubauen, beispielsweise
mit Hilfe einer Verdrängerpumpe. Hierbei besteht ebenfalls
das Risiko, dass ein großer Ölstrom erzeugt wird,
der eine relativ große Leckage des Öls in den
Kältemittelstrom verursacht. Eine Verengung der Öl
führenden Kanäle, um den Ölstrom zu vermindern,
kann zu anderen Problemen führen, beispielsweise dem Verstopfen der
Kanäle und relativ niedrigen Durchflussraten des Öls
bei geringeren Drehzahlen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auch bei wechselnden Drehzahlen
eine Ölschmierung sicherzustellen.
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Diese
Aufgabe wird bei einem Kältemittelverdichter der eingangs
genannten Art dadurch gelöst, dass die Kurbelwelle an ihrem
unteren Ende eine Durchmesservergrößerung aufweist,
durch die ein exzentrisch zur Kurbelwellenachse angeordneter Ölkanal
verläuft, der die Ölpumpenanordnung mit einem
geschlossenen Öldruckraum zwischen der Kurbelwelle und
dem Verdichterblock verbindet, der über einen Entlüftungspfad
mit dem Inneren des Gehäuses in Verbindung steht.
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Der
exzentrisch zur Kurbelwellenachse angeordnete Ölkanal bewirkt,
dass eine relativ große Ölmenge zur Verfügung
steht und zwar auch bei niedrigen Drehzahlen der Kurbelwelle. Diese Ölmenge
resultiert aus der Tatsache, dass der Ölkanal eine relativ
große Entfernung zur Kurbelwellenachse hat, so dass auch
bei niedrigen Drehzahlen der Kurbelwelle eine ausreichende Zentrifugalkraft auf
das Öl wirken und entsprechend viel Öl durch den Ölkanal gefördert
werden kann. Andererseits besteht trotz der großen geförderten Ölmenge
praktisch kein Risiko, dass Öl in unerwünschter
Weise in den Kältemittelkreislauf gelangt, weil der Öldruckraum
geschlossen ist. Das Öl kann von dem Öldruckraum
zwar in benachbarte Lagerstellen vordringen. Hierzu wird der im Öldruckraum
herrschende Öldruck benutzt, der durch die Ölpumpenanordnung
erzeugt wird. Diese Lagerstellen bilden dann eine gut wirksame Drossel für
das Öl, so dass allenfalls wenig Öl, beispielsweise in
Form von Tröpfchen, aus den Lagerstellen herausgedrückt
wird. Bei derartig geringen Ölmengen ist aber das Risiko,
dass sich das Schmieröl mit dem Kältemittel vermischt,
relativ gering. Andererseits stellt der Entlüftungspfad
sicher, dass der Öldruckraum bei Betriebsbeginn des Verdichters
relativ schnell entlüftet werden kann, so dass das Öl
den Öldruckraum relativ schnell ausfüllen kann.
Damit ist eine ausreichende Schmierung der zu schmierenden Lagerstellen
praktisch immer gegeben.
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Vorzugsweise
weist der Entlüftungspfad einen zentrischen, axialen Gaskanal
in der Kurbelwelle auf, der über einen radialen Kanal mit
dem Öldruckraum in Verbindung steht. Das Öl im Öldruckraum kann,
wenn sich die Kurbelwelle dreht, auch nicht entgegen der Zentrifugalkraft
durch den radialen Kanal in den Gaskanal eindringen. Es bleibt also
im Öldruckraum und kann dort mit dem erforderlichen Druck
auf die angeschlossenen Lagerstellen wirken. Kältemittelgas,
das hingegen vor Betriebsbeginn im Öldruckraum vorhanden
war oder im Betrieb aus dem Öl ausgast, wird mit Hilfe
des radialen Kanals in den axialen Gaskanal verdrängt.
Auch auf das Kältemittelgas wirkt natürlich die
Zentrifugalkraft, wenn sich die Kurbelwelle dreht. Allerdings hat
das Kältemittelgas eine wesentlich geringere spezifische
Masse als das Öl, das zum Schmieren verwendet wird, so dass
es keine Probleme bereitet, das Kältemittelgas durch den
radialen Kanal in den zentrischen Gaskanal zu verdrängen.
Somit kann auf einfache Weise sichergestellt werden, dass Gas aus
den Bereichen verdrängt wird, wo nur Öl gewünscht
wird, gleichzeitig aber ein unkontrolliertes Umherspritzen von Öl
im Inneren des Gehäuses vermieden wird. Darüber
hinaus ergibt sich bei dieser Ausgestaltung der zusätzliche
Vorteil eines energiesparenden Betriebs. Wenn die Öldruckkammer
mit Öl gefüllt ist und das Öl auf dem
erforderlichen Druck ist, muss die Ölpumpenanordnung nur
noch soviel Öl nachfordern, wie von den Lagerstellen ”verbraucht” wird.
Da sich der Energieverbrauch der Ölpumpenanordnung auch
nach der Menge des geförderten Öls richtet, wird
der Energieverbrauch klein gehalten, wenn die geförderte Ölmenge
gering ist.
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Alternativ
oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Entlüftungspfad
durch eine Lageranordnung am oberen Ende der Kurbelwelle verläuft.
In diesem Fall bietet die Lageranordnung einen ausreichenden Strömungswiderstand
für das Öl, um den Druck im Öldruckraum
aufrecht zu erhalten. Andererseits bietet die Lageranordnung für
das Kältemittelgas nur einen geringen Strömungswiderstand,
so dass das Gas relativ schnell aus dem Öldruckraum entkommen
kann und zwar unabhängig davon, ob es sich um Gas handelt,
das bei Betriebsbeginn im Öldruckraum vorhanden ist, oder
um Gas, das im Betrieb aus dem Öl ausgast.
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Hierbei
ist bevorzugt, dass der Entlüftungspfad innerhalb der Lageranordnung
einen Richtungswechsel durchführt. Ein Richtungswechsel
bewirkt einen zusätzlichen Strömungswiderstand
für das Öl, aber praktisch keine zusätzliche
Widerstandserhöhung für das Kältemittelgas.
Damit kann man auf einfache Weise sicherstellen, dass der Öldruck
in der ansonsten geschlossenen Öldruckkammer auf dem gewünschten
Wert aufrecht erhalten bleibt.
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Vorzugsweise
weist der Entlüftungspfad eine erste Nut oder Fräsung
in einem Radiallager und/oder eine zweite Nut oder Fräsung
in einem Axiallager auf. Hierbei ist vorzugsweise vorgesehen, dass
die Kurbelwelle im Bereich ihres oberen Endes über ein
Axiallager und ein Radiallager am Verdichterblock abgestützt
ist. Wenn man sowohl im Radiallager als auch im Axiallager jeweils
eine Nut vorsieht, dann kann durch diese Nut das Kältemittelgas schnell
entweichen. Anstelle einer Nut kann man auch einfach eine Fräsung
an der Kurbelwelle verwenden, um eine kleine Abflachung zu erzeugen,
die dann zumindest einen Teil des Entlüftungspfades bildet.
Bei einer entsprechenden Dimensionierung ist der Strömungswiderstand
für das Öl aber ausreichend, um den Druckverlust
aus der Öldruckkammer zu minimieren.
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Vorzugsweise
ist der Ölkanal mit einem Radiallager im Bereich des unteren
Endes der Kurbelwelle verbunden. Die Kurbelwelle kann also zweimal mit
einem axialen Abstand im Verdichterblock gelagert sein. Der Ölkanal
kann auch ohne Weiteres die Schmierung des unteren Radiallagers
sicherstellen. Hier muss dann keine Entlüftungsmöglichkeit
vorhanden sein.
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Vorzugsweise
weist die Kurbelwelle im Bereich ihrer Durchmesservergrößerung
einen Kurbelzapfen auf, dessen Umfang über mindestens einen
Radialkanal mit dem Ölkanal verbunden ist. Auch die Schmierung
eines Berührungsbereichs zwischen dem Kurbelzapfen und
einem Kurbelauge einer Pleuelstange kann also über den Ölkanal
sichergestellt werden. Im Ölkanal herrscht der gleiche Druck
wie in der Öldruckkammer, so dass die Schmierung der direkt
vom Ölkanal versorgten Stellen mit Öl ebenfalls
unter einem ausreichenden Druck erfolgt.
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Hierbei
ist bevorzugt, dass der Kurbelzapfen radial außerhalb einer
Mündung des Gaskanals am unteren Ende der Kurbelwelle angeordnet
ist. Der Kurbelzapfen behindert also nicht den Austritt von Gas
aus dem Gaskanal. Darüber hinaus ist der Kurbelzapfen nun
radial so weit außen angeordnet, dass der den Kurbelzapfen
durchsetzenden Ölkanal eine ausreichende radiale Entfernung
von der Kurbelwellenachse aufweist. Je größer
diese Entfernung ist, desto größer ist die auf
das Öl wirkende Zentrifugalkraft und desto größer
können die im Öldruckraum erzeugbaren Drücke
gemacht werden.
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Vorzugsweise
weist die Ölpumpenanordnung ein erstes Förderelement,
das in den Ölsumpf eintaucht und am unteren Ende einen
kleineren Durchmesser als am oberen Ende aufweist und am oberen
Ende mit einem Abdeckelement versehen ist, und ein zweites Förderelement
mit einem radialen Förderkanal auf, der eine Öffnung
im Abdeckelement mit dem radial weiter außen beginnenden Ölkanal verbindet.
Mit einer derartigen Ausgestaltung kann das erste Förderelement,
das als ”klassische” Öl pumpe ausgebildet
ist, einen Vordruck zur Verfügung stellen, d. h. das erste
Förderelement fördert Öl bis zum radialen
Förderkanal im zweiten Förderelement. Dieser radiale
Förderkanal hat dann sozusagen eine Verstärkerfunktion,
weil er das Öl über eine relativ große
radiale Länge führt und zwar von der Öffnung im
Abdeckelement des ersten Förderelements bis zum Ölkanal.
Diese radiale Entfernung reicht aus, um das Öl durch die
Zentrifugalkraft so zu beschleunigen, dass im Öldruckraum
der notwendige Öldruck zur Verfügung steht. Durch
die zweistufige Ölpumpenanordnung kann man also mit relativ
geringem Aufwand relativ hohe Öldrücke zur Verfügung
stellen. Da der Öldruckraum aber geschlossen ist, besteht keine
Gefahr, dass Öl unkontrolliert in die Umgebung abspritzt.
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Vorzugsweise
ist das zweite Förderelement als Platte ausgebildet, wobei
der Förderkanal durch einen Schlitz gebildet ist, der unten
vom Abdeckelement und oben von der Kurbelwelle abgedeckt ist. Genauer
gesagt ist der Schlitz oben vom Kurbelzapfen der Kurbelwelle abgedeckt.
Diese ergibt eine relativ einfache Konstruktion. Die Ölpumpenanordnung wird
durch drei Elemente zusammengesetzt. Neben dem ersten Förderelement
benötigt man nur noch zwei Platten, nämlich das
Abdeckelement und das zweite Förderelement, die relativ
einfach zusammengebaut und beispielsweise durch Schrauben oder Bolzen
miteinander verbunden werden können. Bei dieser Verbindung
kann auch gleichzeitig eine Verbindung des Abdeckelements und des
zweiten Förderelements mit dem Kurbelzapfen der Kurbelwelle erfolgen.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
in Verbindung mit einer Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:
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1 einen
Querschnitt durch einen semi-hermetischen Kältemittelverdichter,
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2 eine
vergrößerte Darstellung der Kurbelwelle,
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3 eine
Schnittansicht eines ersten Förderelements,
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4 eine
Draufsicht auf das zweite Förderelement und
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5 das
erste Förderelement in perspektivischer Darstellung.
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1 zeigt
einen semi-hermetischen Kältemittelverdichter 1 mit
einem Gehäuse 2, in dessen Unterteil 3 ein Ölsumpf 4 angeordnet
ist. Der Verdichter 1 weist einen Verdichterblock 5 auf,
in dem mehrere, im vorliegenden Fall drei Zylinder 6 sternförmig und
symmetrisch angeordnet sind, d. h. die Mittelachsen der Zylinder 6 haben
in Umfangsrichtung einen Abstand von 120°. In jedem Zylinder 6 ist
ein Kolben 7 angeordnet.
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Es
ist dargestellt, dass das Unterteil 3 des Gehäuses 2 einstückig
mit dem Verdichterblock 5 ausgebildet ist. Dies ist zwar
vorteilhaft, aber nicht zwingend. Man kann zwischen dem Unterteil 3 und dem
Verdichterblock 5 auch noch eine Unterteilung vornehmen.
Verdichterblock 5 und Unterteil 3 können als
Gussteile ausgebildet sein.
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Der
Verdichter 1 weist ferner einen elektrischen Motor 8 auf,
dessen Stator 9 in nicht näher dargestellter Weise
mit dem Verdichterblock 5 verbunden ist. Ferner weist der
Motor 8 einen Rotor 10 auf. Der Motor 8 kann
als permanentmagneterregter Synchronmotor ausgebildet sein, dessen
Rotor nicht näher dargestellte Permanentmagnete enthalten
kann.
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Eine
Kurbelwelle 11 ist im Verdichterblock 5 drehbar
gelagert. Die Lagerung erfolgt hierbei über ein erstes
Radiallager 12 am oberen Ende der Kurbelwelle, ein zweites
Radiallager 13 am unteren Ende der Kurbelwelle 11 und
ein Axiallager 14 ebenfalls am oberen Ende der Kurbelwelle 11.
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Auf
dem Axiallager 14 liegt ein Lagerelement 15 auf,
das über eine Feder 16 mit der Kurbelwelle 11 drehfest
verbunden ist. Die Kurbelwelle 11 ist mit Hilfe einer Schraube 17 gegen
eine Tragplatte 18 gehalten, die in Schwerkraftrichtung
oben auf dem Lagerelement 15 aufliegt. Somit ist die Kurbelwelle 11 gegenüber
dem Verdichterblock 5 in axialer Richtung positioniert.
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Die
Kurbelwelle 11 weist an ihrem unteren Ende eine Durchmesservergrößerung 19 auf.
Die Durchmesservergrößerung 19 geht über
einen konischen Bereich 20, der zwischen den beiden Radiallagern 12, 13 angeordnet
ist, in den verbleibenden Abschnitt der Kurbelwelle 11 über.
Zwischen den beiden Radiallagern 12, 13 umgibt
der Verdichterblock 5 die Kurbelwelle 11 mit einem
kleinen Ab stand, so dass hier eine Öldruckkammer 21 ausgebildet
ist.
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Die
Kurbelwelle 11 weist an ihrem unteren Ende einen Kurbelzapfen 22 auf.
Die Kolben 7 stehen jeweils über eine Pleuelstange 23 mit
dem Kurbelzapfen 22 in Verbindung. Jede Pleuelstange 23 weist
einen Gleitschuh 24 auf, der an der Umfangsfläche
des Kurbelzapfens 22 anliegt. Die Gleitschuhe 24 sind
mit Hilfe eines Ringes 25 am Kurbelzapfen 22 gehalten.
Die Pleuelstange 23 ist dabei relativ zur axialen Mitte
des Kurbelzapfens 22 versetzt und zwar zur Richtung des
Radiallagers 13 hin, das auch kurz als ”Hauptlager” bezeichnet
wird. Der Ring 25 ist auf der dem Hauptlager 13 abgewandten
Seite der Pleuelstange 23 angeordnet. Der Ring 25 ist
mit mehreren Füßen 26 versehen, die sich
in axialer Richtung genauso weit nach unten erstrecken wie die Gleitschuhe 24.
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Am
unteren Ende des Kurbelzapfens 22 ist eine Ölpumpenanordnung 27 befestigt.
Die Ölpumpenanordnung 27 weist ein erstes Förderelement 28 auf,
das in den Ölsumpf 4 eintaucht, und am unteren Ende
eine Öffnung 29 aufweist, durch die Öl
in das Innere des ersten Förderelements 28 eintreten
kann. Das erste Förderelement weist, wie dies aus der Zeichnung
ersichtlich ist, am unteren Ende einen kleineren Durchmesser als
am oberen Ende auf. Wenn sich das erste Förderelement 28 dreht,
dann wird dementsprechend das im Inneren des ersten Förderelements
befindliche Öl durch die Zentrifugalkraft nach oben gefördert.
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Das
erste Förderelement 28 ist an seiner Oberseite
von einer als Platte ausgebildeten Abdeckung 30 abgedeckt.
Die Abdeckung 30 weist in einem Bereich unterhalb des Kurbelzapfens
eine Öffnung 31 auf. Im Übrigen erstreckt
sich die Abdeckung 30 soweit über die Stirnseite
des Kurbelzapfens 22 hinweg, dass das erste Förderelement 28,
das beispielsweise mit der Abdeckung 30 verklemmt, verschweißt
oder verklebt ist, mit Hilfe der Abdeckung 30 am Kurbelzapfen 22 befestigt
werden kann. Hierzu ist das Abdeckelement 30 mit Hilfe
von Schrauben 32, die in die Stirnseite des Kurbelzapfens 22 eingeschraubt
sind, mit dem Kurbelzapfen 22 verbunden.
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Zwischen
dem Abdeckelement 30 und dem Kurbelzapfen 22 ist
ein zweites Förderelement 33 angeordnet, das einen
radial verlaufenden Schlitz 34 aufweist.
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Ein Ölförderkanal 35 durchsetzt
die Durchmesservergrößerung 19 und zwar
exzentrisch zur Kurbelwellenachse 36. Mit anderen Worten
hat der Ölförderkanal 35 in radialer
Richtung einen vergleichsweise großen Abstand zur Kurbelwellenachse 36.
Der Schlitz 34 im zweiten Förderelement 33 erstreckt
sich von der Öffnung 31 in dem Abdeckelement 30 bis
zum Ölförderkanal 35. Öl, das
vom ersten Förderelement 28 und die Öffnung 31 in
den Schlitz 34 gelangt, wird daher mit einem relativ hohen Druck
in den Ölförderkanal 35 gedrückt,
der in Verbindung steht mit der Öldruckkammer 21.
Der Öldruck richtet sich natürlich auch nach der
Drehzahl der Kurbelwelle 11.
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Die Öldruckkammer 21 ist
geschlossen mit Ausnahme eines Entlüftungspfades, durch
den aber nur relativ wenig Öl, wenn überhaupt,
entkommen kann. Dementsprechend kann man im Ölkanal 35 und
auch in der Öldruckkammer 21 einen relativ großen Öldruck
aufbauen, der sicherstellt, dass die Radiallager 12, 13 und
das Axiallager 14 in ausreichender Weise geschmiert werden.
Ein Übertritt von Öl in die Umgebung findet praktisch
nicht statt. Dementsprechend ist das Risiko gering, dass sich das
austretende Öl mit Kältemittelgas mischt, das
im Innenraum 37 des Gehäuses 2 strömt.
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Vom Ölförderkanal 35 geht
ein erster Radialkanal 38 aus, der in der Umfangsfläche
des Kurbelzapfens 22 mündet und diese Umfangsfläche
des Kurbelzapfens 22 mit Öl unter einem gewissen
Druck versorgt, so dass die Berührungsstellen zwischen dem
Kurbelzapfen 22 und den Gleitschuhen 24 geschmiert
werden. Ein zweiter Radialkanal 39 mündet im Bereich
des Hauptlagers 13, so dass das Hauptlager 13 nicht
nur von Öl aus der Öldruckkammer 21 geschmiert
wird, sondern auch direkt aus dem Ölförderkanal 35.
Alternativ kann man andere Fräsungen anbringen, um Ölkanäle
zu erzeugen.
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Die
Kurbelwelle 11 weist in ihrer axialen Mitte einen Gaskanal 40 auf,
der an der unteren Stirnseite der Kurbelwelle 11 in den
Innenraum 37 des Gehäuses 2 mündet.
Der Kurbelzapfen 22 ist dabei so angeordnet, dass er die
Mündung des Gaskanals 40 vollkommen frei lässt.
Der Gaskanal 40 ist mit der Öldruckkammer 21 über
eine Radialbohrung 41 verbunden.
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In
nicht näher dargestellter Weise ist im ersten Radiallager 12 und
im Axiallager 14 jeweils eine kleine Nut vorgesehen, durch
die Öl aus der Öldruckkammer 21 hin durchfließen
kann. Der Querschnitt dieser Nuten ist aber relativ klein, so dass
diese Nuten dem Öl einen erheblichen Widerstand entgegensetzen.
Diese Nuten können zusätzlich oder alternativ
zum Gaskanal 40 vorgesehen sein. Zusätzlich oder
anstelle der Nuten kann man auch Abfräsungen an der Kurbelwelle
verwenden, um eine oder mehrere Abflachungen zu bilden, die dann
als Entlüftungskanal verwendet werden.
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Bei
Betriebsbeginn befindet sich im Ölkanal 35 und
in der Öldruckkammer 21 in der Regel kein Öl, sondern
Gas, beispielsweise Kältemittelgas. Auch im Betrieb kann
es vorkommen, dass Kältemittelgas aus dem Öl ausgast,
so dass Gasblasen im Öl entstehen, die die Schmierfähigkeit
des Öls negativ beeinflussen könnten. Diese Gasblasen
werden durch das Öl in die Radialbohrung 41 verdrängt
und können dann durch den Gaskanal 40 in den Innenraum 37 abfließen. Öl
kann hingegen durch die Radialbohrung 41 nicht abfließen,
weil es durch die Zentrifugalkraft, die bei einer Rotation der Kurbelwelle 11 auf
das Öl wirkt, nicht nach innen gedrückt werden
kann. Dementsprechend bilden der Gaskanal 40 mit der Radialbohrung 41 einen
Entlüftungspfad, durch den praktisch kein Öl aus
der Öldruckkammer 21 in die Umgebung entkommen
kann.
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Auch
bei der alternativen Ausbildung des Entlüftungspfades mit
den Nuten im ersten Radiallager 12 und im Axiallager 14 kann
praktisch kein Öl aus der Öldruckkammer 21 unkontrolliert
in die Umgebung entweichen. Zum Einen haben die Nuten, wie erwähnt,
einen so geringen Querschnitt, dass sie dem Öl einen erheblichen
Widerstand entgegensetzen. Zum Anderen müsste das Öl praktisch
eine rechtwinklige Richtungsänderung durchführen,
was ebenfalls zu einer Erhöhung des Strömungswiderstandes
beiträgt. Für Kältemittelgas, das sich
in der Öldruckkammer 21 ansammelt, ist dieser
Strömungswiderstand jedoch geringer, so dass das Kältemittelgas
durch diese Art des Entlüftungspfades leicht entweichen
kann. Sollte Öl durch diesen Entlüftungspfad mit
entweichen, dann befindet es sich im Inneren des Rotors 10,
von wo aus es auf die Oberseite des Verdichterblocks 5 laufen
und dann durch Ölöffnungen 42 in den Ölsumpf 4 abfließen
kann.
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Das
Unterteil 3 des Gehäuses 2 weist eine Montageöffnung 43 auf,
die durch ein Verschlusselement 44 verschlossen ist. Das
Verschlusselement 44 ist in das Unterteil 3 eingeschraubt.
Die Montageöffnung 43 hat eine solche Größe,
dass die Kurbelwelle 11 mit Durchmesservergrößerung 19 und
Kurbelzapfen 22 vom Unterteil 3 her in den Verdichterblock 5 eingesetzt
werden kann. Das Verschlusselement 44 ist dabei in die
Montageöffnung 43 eingeschraubt.
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2 zeigt
die Kurbelwelle 11 alleine. Die Kurbelwelle 11 weist
an ihrem oberen Ende eine Nut 45 auf, in die die Feder 16 eingesetzt
werden kann, um eine drehfeste Verbindung zwischen der Kurbelwelle 11 und
dem Lagerelement 15 und dem Rotor 10 zu schaffen.
Ferner ist ein Innengewinde 46 zu erkennen, in das die
Schraube 17 eingeschraubt ist, die die Kurbelwelle 11 mit
der Tragplatte und damit über das Lagerelement 15 mit
dem Rotor 10 verbindet.
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In
der axialen Mitte der Kurbelwelle 11 ist der Gaskanal 40 zu
erkennen, der über die Radialbohrung 41 nach außen
geführt ist.
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Etwa
parallel zum Gaskanal 40 ist der Ölkanal 35 geführt,
der über die erste Radialbohrung 38 in die Umfangsfläche
des Kurbelzapfens 22 und über die zweite Radialbohrung 39 in
die Umfangsfläche der Durchmessererweiterung 19 mündet,
die mit dem zweiten Radiallager 13 zusammenwirkt.
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3 zeigt
das erste Förderelement 28 in vergrößerter
Darstellung. Gleiche Elemente wie in 1 sind mit
den gleichen Bezugszeichen versehen. Es ist zu erkennen, dass das
Abdeckelement 30 auf das erste Förderelement 28 aufgesetzt
ist. Hierzu weist das Abdeckelement 30 auf seiner Unterseite eine
kreisförmige Vertiefung 46 auf, in die das erste Förderelement 28 eingespannt
ist. Gegebenenfalls kann hier auch noch eine Schweiß-,
Lot- oder Klebverbindung vorhanden sein.
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Das
Abdeckelement 30 weist die Öffnung 31 auf, über
die Öl aus dem ersten Förderelement 28 in den
Schlitz 34 am zweiten Förderelement 33 gelangen
kann. Ferner weist das Abdeckelement 30 (5)
zwei Schraublöcher 47 auf, durch die die in 1 dargestellten
Schrauben 32 geführt werden können, um
das erste Förderelement 28 mit dem Kurbelzapfen 22 zu
verbinden. Auch das zweite Förderelement 33 weist
entsprechende Schraubenlöcher 48 auf, so dass
die Schrauben 32 durch das Abdeckelement 30 und
das zweite Förderelement 33 geführt werden
können.
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Auch
bei vergleichsweise geringen Drehzahlen ist eine ausreichende Schmierung
der entsprechenden Lagerstellen gewährleistet. Das Öl
muss zunächst nur die Höhe des ersten Förderelements 28 überwinden
können. Sobald das Öl bis zur Öffnung 31 gelangt
ist, setzt die ”Booster”-Funktion des zweiten
Förderelements 33 ein, das aufgrund der relativ langen
Beschleunigungsstrecke, d. h. des großen radialen Abstandes
zwischen der Öffnung 31 und dem Ölkanal 35,
eine ausreichende Zentrifugalkraft auf das Öl ausübt,
so dass das Öl mit einem ausreichenden Druck in die Öldruckkammer 21 gefördert
werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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