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Schmiervorrichtung für Motorverdichter von Kältemaschinen kleiner
und mittlerer Leistung mittels Olförderscheiben Insbesondere für die Schmierung
von Verbrennungsmotoren sind Förderscheibenanordnungen bekanntgeworden, bei denen
die Förderscheiben in den Ölsumpf des Kurbelgehäuses eintauchen, sich dabei mit
Öl benetzen, das Öl mitnehmen und durch die Fliehkraft gegen die Zylinderlauffläche
und innerhalb des Gehäuses angebrachte Ölfangvorrichtungen abschleudern. Von diesen
Ölfangvorrichtungen fließt das Öl durch das freie Gefälle zu den verschiedenen Lagerstellen.
Bei einer anderen Anordnung fließt das Öl vom Ölsumpf in einen rinnenförmig ausgebildeten
und mit radial angeordneten Ausnehmungen versehenen Kranz des Schwungrades und wird
durch die Fliehkraft in einen spiralenförmigen, das Schwungrad eng umschließenden
Hohlraum im Gehäuse gefördert, aus dem es durch Leitungen zu den Lagerstellen gelangt.
Diese Ausführung entspricht in funktioneller Hinsicht einer Kreiselpumpe.
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Ferner ist eine Schmiervorrichtung für Gleitlager mit einer napfförmig
ausgebildeten ölförderscheibe bekannt, bei der die Förderscheibe in den Ölsumpf
direkt eintaucht und ein an der höchsten Stelle der Förderscheibe angeordneter Ölabnehmer
da.s von der Förderscheibe mitgeführte Öl abstreift und in eine Ölfangschale tropfen
läßt, von der es durch Gefälle in die Ölnuten des Lagers gelangt. Bei einer anderen
bekanntgewordenen Ausführung wird das Öl in einem Spalt zwischen einem zylindrischen
Gehäuse und einer darin angeordneten Ölfördertrommel zur Höhe gefördert. Da jedoch
der Spalt verhältnismäßig sehr eng ist und nur dessen innere Wand rotiert, kann
auch nur eine sehr kleine Ölmenge mit geringer Geschwindigkeit als Fördermenge nutzbar
gemacht werden, so daß am Ölabnehmer eine Umwandlung von Geschwindigkeitsenergie
in statischen Druck kaum möglich scheint.
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Die Erfindung betrifft eine Schmiervorrichtung für Motorverdichter
von Kältemaschinen kleiner und mittlerer Leistung mit einer oder mehreren, vorzugsweise
auf der Motorwelle befestigten Ölförderscheiben und an deren Innenseite angeordneten,
mit den zu versorgenden Lagerstellen durch Ölkanäle in Gehäuseteilen und der Motorwelle
verbundenen Ölabnehmern, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Innenseite jeder
Förderscheibe mit Gehäuseteilen eine mit dem Ölsumpf durch einen Zulauf verbundene
Kammer bildet und daß in Förderrichtung vor jedem Ölabnehmer ein durch die Innenseite
der Förderscheibe und durch feststehende oder rotierende Teile gebildeter Ölstaukanal
angeordnet ist, dabei sind die ölfördernden Seiten der Scheiben napf- oder rinnenförmig
ausgebildet, und der ölstaukanal ist, in Förderrichtung gesehen, in möglichst großem
Abstand von der Ölzuführungsstelle vorgesehen. Im Gegensatz zu den vorstehend beschriebenen
Anordnungen wird beim Erfindungsgegenstand das durch die Ölförderscheibe mitgeführte
Öl vor dem Ölabnehmer, der nur durch einen sehr engen Spalt von der Förderscheibe
getrennt ist, gestaut, wodurch die Geschwindigkeitsenergie der in der Förderscheibe
mitgenommenen Ölmenge in einen statischen Druck umgewandelt wird, der sich durch
die Ölkanäle bis in die Lager fortpflanzt. Es entsteht also eine Druckölschmierung,
die wesentlich bessere Schmierverhältnisse ergibt und höhere Lagerdrücke zuläßt,
als das bei einer Schmiervorrichtung, bei der abgeschleudertes bzw. abtropfendes
Öl aufgefangen und im freien Gefälle den Lagern zugeführt wird, möglich ist. Diese
Druckölschmierung hat aber auch den Vorteil, daß keine aufeinandergleitenden Teile
vorhanden sind, wodurch die Schmiervorrichtung energiesparend, baulich sehr einfach
und durch die erzielbaren Öldrücke dennoch sehr wirkungsvoll ausfällt. Die vorliegende
Schmiervorrichtung hat auch den Vorteil, daß sie sich ohne weiteres für den Betrieb
mit Drehrichtungswechsel eignet. In diesem Falle ist es zweckmäßig, wenn der Ölabnehmer
etwa in der senkrechten Ebene durch die Motorwelle angeordnet ist, damit die Förderwege
von der Zuführungsstelle des Öles in die ölfördernde Seite der Förderscheibe bis
zum Ölabnehmer gleich groß sind. Durch eine weitgehende symmetrische Anordnung treten
bei beiden Drehrichtungen etwa gleiche Verhältnisse in der Schmiervorrichtung auf.
Bei einer günstigen Ausbildungsform ist die mit dem Ölsumpf durch einen Ölzuführungskanal
verbundene
Kammer durch eine die Förderscheibe mit einem engen Spalt umschließende und die
Kammerwand zwischen dieser und dem Ölsumpf bildenden ringförmigen feststehenden
Scheibe gebildet. Zweckmäßigerweise wird als den Ölstaukanal bildender feststehender
Teil ein im Gehäuse oder im Gehäusedeckel angeordneter seginentringföriniger Ansatz
oder Ring in Drehrichtung vor dem Ölabnehmer vorgesehen, wobei insbesondere bei
Betriebsweise in beiden Drehrichtungen der Ansatz beidseitig symmetrisch vom Ölabnehmer
angeordnet ist. Eine andere Ausführung sieht vor, daß als den Ölstaukanal bildender
rotierender Teil ein auf der Scheibe konzentrisch angeordneter Ring vorgesehen ist.
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Zur Verbesserung der Schmierwirkung führt vom Ölabnehmer ein Ölkanal
zu einer um die Motorwellenachse und vor dem ersten Hauptlager der Motorwelle befindlichen
Ölkammer, wobei zur schnelleren Versorgung der Schmierstellen beim Anlaufen der
Maschine die Ölkammer durch eine enge, düsenartige Bohrung etwa an der obersten
Stelle mit dem Inneren des Kurbelgehäuses verbunden ist. Dienen die vorstehenden
Einrichtungen zu einem einstufigen Ölförderverfahren, so kann ein zweistufiges Verfahren
durchgeführt werden, wenn zur Ölförderung von der Ölzuführungsstelle, die mit dem
Ölsumpf verbunden ist, zu einem Ölabnehmer eine ölfördernde Seite der Förderscheibe
und wenn an der Innenseite der Förderscheibe eine zweite ölfördernde Seite, ein
vom Ölstaukanal zu dieser führender Ölkanal und ein zweiter Ölabnehmer vorgesehen
sind, wobei vom zweiten Ölabnehmer Ölkanäle zu den Lagerstellen führen. Um den Ölabnehmer
in beiden Drehrichtungen wirksam zu gestalten und um ein Umfließen von Öl aus der
Staudruckseite in die dahinterliegende Seite zu verhindern, ist e: zweckmäßig, den
Ölabnehmer als eine sich selbsttätig nach dem Staudruck einstellende Klappe oder
niit einem Ventil z. B. einem nach der Art der Kugelventile auszugestalten. Eine
Möglichkeit dieser Ausführung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein T-föriniges Röhrchen
mit einem zum napfförmigen Teil der Förderscheibe konzentrisch verlaufenden »Querbalken«
als Ölstaukanal und einer in diesem angeordneten und nach den beiden Seiten beweglichen,
an den Enden an einer Dichtfläche aufsitzenden Kugel angeordnet ist. Es ist bei
Kleinkältemaschinen bekannt, die Wicklungen des Motors durch 01 zu kühlen.
Auch beim Erfindungsgegenstand lassen sich an sich bekannte Einrichtungen vorsehen,
um in den Lagern nicht verbrauchtes oder aus diesen austretendes Öl an die
Statorwicklung des Motors zu schleudern. Beim Erfindungsgegenstand kann die Schmierung
der Zylinderlaufbüchsen und der Kohlenbolzenlager in ganz besonders wirksamer und
einfacher Weise dadurch erfolgen, daß ein aus dem Spalt zwischen der Ölförderscheibe
und der diese umgebenden feststehenden Scheibe zu den Zylinderlaufbüchsen und den
Kolbenbolzenlagern führender Ölkanal vorgesehen ist.
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In den Figuren sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. Dabei sind gleiche oder entsprechende Teile mit gleichen Ziffern bezeichnet.
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Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch einen Zweizylindermotorverdichter
in geschlossener Bauart mit einem fliegend angeordneten Motoranker und einer geraden
Welle mit Exzenterscheiben. In dem Gehäuse 1 sind die beiden Zylinderbohrungen 2
und 3 und das Lager 4 angeordnet und der Stator 5 befestigt. Die Welle 6 mit den
Exzenterscheiben 7 und 8 ist im Lager 4 und im Lager 9, das sich im Deckel 10 befindet,
gelagert. Die Kolben 11 und 12 in den Zylinderbohrungen 2 und 3 sind durch die Pleuelstangen
13 und 14 auf den Exzenterscheiben 7 und 8 befestigt. Der Rotor 15 sitzt fliegend
auf der Welle 6. Mit 16 ist der Zylinderkopf des Verdichters bezeichnet. Ein Deckel
17 schließt das Gehäuse 1 auf der Motorseite ab. Im Ölsumpf 18 des Gehäuses 1 befindet
sich ein Ölsieb 19, von dem ein Röhrchen 20 zu den Bohrungen 21 und 22 führt, die
eine Verbindung zur ölfördernden Seite der napfförmig ausgebildeten Förderscheibe
23, die auf der Welle 6 durch die Mutter 24 befestigt ist, herstellen. Eine napfförmige
feststehende Scheibe 25 ist in das Gehäuse 1 eingesetzt und umgibt die Förderscheibe
23 derart, daß zwischen den beiden Scheiben nur ein enger Spalt bestehenbleibt.
Durch die Scheibe 25 wird das Kurbelgehäuse mit dem Ölsumpf von der Kammer 26, in
der sich die ölfördernde Seite der Förder-Scheibe 23 befindet, getrennt. Etwa in
der senkrechten Ebene durch die Welle 6 ist der Ölabnehmer 27 angeordnet. Ein segmentringföriniger
Ansatz 28 im Deckel 10 bildet die Unterseite des Ölstaukanals. Die Bohrungen 29
und 30 sind mit der Ölkammer 31 verbunden, die durch die Düse 32 mit der Kammer
26 in Verbindung steht. Die Welle 6 hat eine axiale Längsbohrung 33 und zu den Lagerstellen
führende radiale Bohrungen 34, 35, 36, 37. Am Ende der Welle 6 ist der Ölkanal 33
durch ein mittels der Schraube 38 gehaltenes und der Feder 39 belastetes Ventil
40 verschlossen.
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Die Schmierung der Lagerstellen geschieht folgenderweise: Aus dem
Ölsumpf 18 fließt das 0I durch das Ölsieb 19, das Röhrchen 20 und die Bohrungen
21 und 22 zur ölfördernden Seite der Förderscheibe 23. Die einströmende Ölmenge
wird von der rotierenden napfförmigen Förderscheibe erfaßt, mitgerissen und nach
einer gewissen Strecke annähernd auf die Umfangsgeschwindigkeit der Förderscheibe
gebracht. Mit dieser Geschwindigkeit prallt die Ölmenge auf den Ölabnehmer 27, von
wo die Ölmenge in die Kanäle 29, 30 und in die Ölkammer 31 gelangt. Die Düse 32
dient zur Entlüftung der Ölkammer 31 und ist so fein bemessen, daß sie einer größeren
Öldurchtrittsmenge einen beachtlichen Widerstand entgegensetzt. Daher kann sich
der vor dein Ölabnehmer 27 entstehende Staudruck bis zur Kammer 31 und von da in
den Bohrungen 33, 34, 35, 36, 37 bis in die Hauptlager 4 und 9 und in die Pleuellager
der Pleuelstangen 13 und 14 fortpflanzen. Der am Ölabnehmer entstehende Staudruck
bleibt demnach in dem gesamten Ölkanalsystem erhalten; das Ventil 40 öffnet erst
bei einem bestimmten Druck, so daß erst bei Überschreitung desselben darüber hinaus
gefördertes Öl an den Rotor und von da an den Stator geschleudert wird, um die Wicklungen
zu kühlen.
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In der Fig. 1 ist auch gezeigt, wie durch Bohrungen 41, 42 in der
feststehenden Scheibe 25 und im Gehäuse 1 die Zylinderlaufflächen 2 und 3 und die
Pleuelstangenaugen geschmiert werden können. In diesem Falle wird die zwischen der
Außenseite der Förderscheibe 23 und der Innenseite der feststehenden Scheibe 25
mitzirkulierende Ölschicht durch die Bohrungen 41 zur Zylinderlaufbüchse und in
den hohlen Kolbenbolzen und von da durch die Bohrung 42 zum nächsten Kolbenbolzen
bzw. der nächsten Zylinderlaufbüchse gefördert.
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Fig.2 zeigt einen teilweisen Schnitt durch einen Motorverdichter gemäß
Fig. 1, bei dem jedoch das verdichterseitige Lager 9 in einer Zwischenwand 43 des
Gehäuses 1 angeordnet ist. Diese Zwischenwand 43 dient gleichzeitig zur Abtrennung
der Kammer 26
vom Ölsumpf 18. Die Förderscheibe 23 ist fliegend
auf der Welle 6 angeordnet. Das 01 gelangt durch die Bohrung 44 in die ölfördernde
Seite der napfförmigen Förderscheibe 23 und wird bei der Drehbewegung bis zum Ölabnehmer
27 mitgenommen, von wo es durch die Kanäle 45 und 46 zum Lager 9 und von da durch
die Ölkanäle in der Welle 6, wie bekannt, zu den einzelnen Schmierstellen gelangt.
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Fig.3 zeigt den Ausschnitt einer Anordnung, bei der die Motorwelle
6 motorseitig im Deckel 61 gelagert ist. Bei dieser Ausführung ist auch am motorseitigen
Ende der Welle 6 vor dem Lager eine Ölförderscheibe 62 angeordnet, in deren ölfördernde
Seite das Öl durch die Kanäle 63, 64 und die Kammer 65 zufließt, während es dann
vom Ölabnehmer 66 durch die Bohrung 67 in die Kammer 68 und von da in die Bohrungen
33 und 69 in der Welle 6 gelangt. Das aus dem Lager im Deckel 61 austretende Öl
tropft auf die Ülförderscheibe 62 und wird durch die Bleche 70, 71 abgelenkt und
zum Zwecke der Kühlung an die Statorwicklung geschleudert. Es können also auf der
einen, der anderen oder auf beiden Seiten Ölförderscheiben angeordnet sein, die
das 01 in die axiale Bohrung 33 der Welle 6 fördern. Zur Kühlung der Statorwicklung5
an ihrer Außenseite ist ein aus dem Spalt 72 zwischen der Ölförderscheibe 62 und
den diese umgebenden feststehenden Teile 1 zum Raum 73 über der Statorwicklung führender
Ölkanal 74 vorgesehen.
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Fig.4 zeigt einen Schnitt durch einen Motorverdichter mit einer gekröpften
Kurbelwelle 81, die bei 4, 82 und am anderen Wellenende dreimal gelagert ist. Der
Lagerdeckel 84 entspricht etwa dem Lagerdeckel 10 der Fig. 1, jedoch mit dem Unterschied,
daß der Ölkanal 85 nicht in die Ölkammer 31 mündet, sondern in die innere Kammer,
in die der zweiten Stufe 86. Bei dieser Ausführung ist die Ölförderscheibe 87 mit
zwei ölfördernden Seiten, einer äußeren, 88, und einer inneren, 89, versehen. Die
äußere ölfördernde Seite 88 wird durch eine napfförmige Ausbildung der Ülförderscheibe
87, die innere. 89, durch ein rinnenförmiges Profil 90 gebildet. Auch an
der inneren ölfördernden Seite 89 ist ein Ölabnehmer 91 angeordnet, der mittels
eines Röhrchens 92 mit der Ölkammer 31 verbunden ist.
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Bei diesem Ausführungsbeispiel gelangt das Öl durch die Kanäle 21
und 22 aus dem Ölsumpf 18 in die äußere ölfördernde Seite 88, wird in dieser hochgefördert,
vom Ölabnehmer 27 abgestreift, durch die Bohrung 85 in die innere Kammer 86 und
in die innere ölfördernde Seite 89 gefördert, wo es wiederum bis zum Ölabnehmer
91 die Umfangsgeschwindigkeit der Ölförderscheibe 87 erreicht hat und am Ölabnehmer
den Staudruck bildet, unter dem es durch das Röhrchen 92 in die Ölkammer 31 und
von da, wie bereits beschrieben, zu den Lagerstellen der Kurbelwelle gelangt.
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Die Fig. 5, 6 und 7 zeigen im Querschnitt verschiedene Ausführungen
von Ölabnehmern, wie sie bei den Ausführungsbeispielen Anwendung finden können.
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Fig.5 stellt die einfachste Form des Ölabnehmers 27 dar, der lediglich
aus einem Blechplättchen besteht, das in die Bohrung 29 eingepreßt ist, derart,
daß sich durch mehr oder weniger große Schrägstellung ein mehr oder weniger großer
Stau und damit eine mehr oder weniger große Förderung ergibt.
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Fig. 6 zeigt einen Ölabnehmer 91, wie er in Fig. 4 vorgesehen ist.
Er besteht aus einem T-förmigen Röhrchen, in dessen »Querbalken« 93 eine Kugel 94
und Dichtflächen 95 angeordnet sind. Je nach Drehrichtung wird die Kugel 94 an der
einen oder der anderen Dichtfläche den an der Ölförderung zugekehrten Stirnseite
eintretenden Ölstrom abdichten, wodurch dieser in das Röhrchen 92 geleitet wird
Fig. 7 zeigt einen Ölabnehmer, der in Klappenform ausgebildet ist, wobei die Klappe
96 von dein Ölstrom so eingestellt wird, daß diese den Durchtritt nach der anderen
Seite abschließt und den Ölstrom in das Ölkanalsystem ableitet.
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Es liegt auf der Hand, daß eine Vielzahl von verschiedenen Ausbildungsformen
des Ölabnehmers ohne weiteres denkbar sind, deren Ausführung im einzelnen weit über
den Rahmen dieser Beschreibung hinausgehen würde, ohne dabei eine Erweiterung des
eigentlichen Erfindungsgedankens zu bedeuten.
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Die einzelnen Teile der Schmiervorrichtung sind einfach und billig
herstellbar, leicht zu montieren und unbegrenzt haltbar, weil sie keinem Verschleiß
unterliegen. Der Kraftbedarf ist minimal, da keine aneinandergleitenden Teile vorhanden
sind. Der Erfindungsgegenstand ist für Maschinen offener und geschlossener Bauart
und mit liegender oder stehender Welle anwendbar.