DE1403974B2 - Vorrichtung zum Schmieren eines in einem hermetisch abgeschlossenen Gehäuse legend angeordneten Kompressors - Google Patents

Description

Maschinenkörper 6 durch Schrauben oder sonstige bekannte, nicht dargestellte Befestigungsmittel befestigt ist. Der Elektromotor 5 besitzt einen am unteren Teil des Maschinenkörpers 6 durch nicht dargestellte Schrauben befestigten Stator 8 und einen Rotor 9, von dem ein eine Lagerbuchse 10 bildender fester Teil den unteren Teil W der Kurbelwelle 11 aufnimmt. Die Anordnung der Lagerbüchse 10, ihre geringe Länge und ihr oberer konkaver Bereich ergeben in bekannter Weise für die Kurbelwelle 11 in dem Maschinenkörper 6 ein verhältnismäßig langes Vertikallager 12. Die Kurbelwange 13 der Kurbelwelle 11 dreht sich auf der oberen ebenen Fläche des Maschinenkörpers 6 unter Zwischenschaltung einer Unterlegscheibe 14, die aus Faserstoff oder einem sonstigen entsprechenden Werkstoff "5 besteht. Oberhalb der Kurbelwange 13 ist die Kurbelwelle 11 durch einen exzentrischen Kurbelzapfen 15 verlängert, der einen Gleitstein 16 durchquert und ihn nach oben hin überragt; dieser Gleitstein 16 gleitet bei Drehung der Kurbelwelle 11 in einer Gleitbüchse 17, die durch Schweißung oder auf sonstige bekannte Weise mit einem Kolben 18 fest verbunden ist, der im Innern eines Zylinders 19 eines Zylinderblocks 20 eine hin- und hergehende Bewegung ausführt. Der Zylinder 19 ist durch einen Zylinderkopf 21 und durch einen ²S Verschlußdeckel 22 geschlossen, die an dem Zylinderblock 20 durch Schrauben 23 befestigt sind. Der Elektromotor 5, der beispielsweise ein Einphasenmotor mit Käfigläufer sein kann, wird über elektrisch leitende Drähte 24 und abgedichtete Anschlußklemmen 25 sowie eine nicht dargestellte Anlaß- und Sicherheitseinrichtung bekannter Art gespeist.

Das für die verschiedenen Teile des beschriebenen Maschinensatzes benötigte Öl wird von einem Ölvorrat 26 geliefert, der den durch den unteren Teil des Gehäuses 1 gebildeten schalenförmigen Boden bedeckt. Die Kurbelwelle 11 sitzt oben in der in dem Maschinenkörper 6 des Kompressors vorhandenen, das Lager 12 bildenden Bohrung und ist mit ihrem unteren Teil 11' in die Lagerbüchse 10 eingepreßt. Die Lagerbüchse 10 ist mit dem Rotor 9 des Motors 5 fest verbunden und dient demnach zum Drehantrieb der Kurbelwelle 11.

Ein zylindrischer Stutzen 27 ist mit einem erweiterten Ende 28 versehen, über das er durch Einfassen, Schweißung oder sonstige entsprechende Weise an dem freien Ende des unteren Teils 11' der Kurbelwelle 11 befestigt ist. Im Stutzen 27 ist ein Koaxialstück 29 befestigt, dessen Aufbau im einzelnen in den F i g. 2 bis 4 veranschaulicht ist. Dieses Koaxialstück 29 wird durch Faltung eines Metall- oder sonstigen Blattes der in F i g. 2 dargestellten Form längs und um die Geraden 30 und 31 erhalten; an beiden Seiten des Blattes sind somit zwei in einander entgegengesetzten Richtungen sich erstreckende Abrundungen geschaffen, um schließlich einen im Schnitt S-förmigen Aufbau zu erhalten (F i g. 3). Das untere Ende des Koaxialstücks 29 ist seinerseits längs einer Geraden 32 umgebogen und bildet eine Schaufel 33, die mit der Ebene des Koaxialstücks 29 einen Winkel von etwa 40° einschließt (siehe F i g. 4). Diese Schaufel 33, die gemäß F i g. 1 aus dem zylindrischen Stutzen 27 nach außen hervorragt, taucht in den Ölvorrat 26 ein. Die Schaufel 33 kann aber auch völlig innerhalb des Stutzens 27 liegen.

Der die abgerundeten Teile des S-förmigen Koaxialstücks 29 trennende Abstand ist vor Einsetzen desselben in den Stutzen 27 etwas größer als der Innendurchmesser des Stutzens. Dies genügt, um die betreffenden abgerundeten Teile leicht nach innen zu drücken und so das Koaxialstück 29 axial in den Stutzen 27 einzuführen. Die Eigenelastizität des Koaxialstücks 29 führt dazu, daß dieses seine ursprüngliche Form wieder annimmt, und die elastische Kraft, die dann von den abgerundeten Teilen des Koaxialstücks 29 auf die Innenwandung des Stutzens 27 ausgeübt wird, hält das Koaxialstück 29 im Innern des Stutzens 27 fest.

Der untere Teil 1Γ der Kurbelwelle 11 ist mit einer axialen exzentrischen Bohrung 34 ausgestattet, die über einen Querdurchlaß 35 mit einer in die Oberfläche der Kurbelwelle 11 eingebrachten schraubenförmigen Nut 36 verbunden ist. Am obersten Ende der Kurbelwelle 11 ist die Nut 36 über einen weiteren Querdurchlaß 37 mit einer die Kurbelwange 13 und den Kurbelzapfen 15 durchdringenden weiteren axialen Bohrung 38 verbunden, die bei 39 in den den Maschinensatz im Gehäuse 1 umgebenden freien Raum ausmündet.

In der Kurbelwelle 11 ist eine schräg verlaufende Ölentgasungsbohrung 36' vorgesehen. Diese beginnt in der Kurbelwelle 11 am oberen Ende der exzentrischen Bohrung 34, die den unteren Teil 11' der Kurbelwelle durchquert. Nach Durchquerung der Kurbelwelle 11 und der Kurbelwange 13 mündet die Ölentgasungsbohrung 36' in den freien Raum im Inneren des Gehäuses 1 in dem gegenüber dem Kurbelzapfen 15 äußeren Bereich der Kurbelwange 13.

Die weitere exzentrische Bohrung 38 mündet über einen schräg verlaufenden weiteren Querdurchlaß 40 in eine beispielsweise axial verlaufende, in die Oberfläche des Kurbelzapfens 15 eingebrachten Nut 41. Diese ist mit einer Bohrung 42 des Gleitsteins 16 verbunden, die den Kurbelzapfen 15 durchquert. In dem oberen, die Gleitbüchse 17 nach oben und außen hin überragenden Teil des Kurbelzapfens weitere exzentrische Bohrung 38 mit dem Äußeren ebenfalls über einen seitlichen Durchlaß 43 verbunden. Die von dem Kurbelzapfen 15 durchquerte Eintrittsöffnung 44 und Austrittsöffnung 45 der Bohrung 42 des Gleitsteins 16 sind jeweils mit erweiterten Randbereichen versehen, die mit in die zylindrische Mantelfläche des Gleitsteins 16 eingebrachten kreisförmigen Querrillen verbunden sind. Die Bohrung 38 ist somit nacheinander über den Querdurchlaß 40 mit der in der Oberfläche des Kurbelzapfens vorgesehenen Nut 41 und über diese mit der Bohrung 42 des Gleitsteins mit der erweiterten Öffnung und anschließend über die kreisförmigen Rillen des Gleitsteins 16 mit der Bohrung der Gleitbüchse 17 verbunden.

Der vollständige Zyklus der Schmierung mit entgastem Schmiermittel und der Kühlung der verschiedenen Organe des Maschinensatzes stellt sich wie folgt dar: Wenn der Motor 5 in Drehung versetzt wird, treibt sein Rotor 9 über die mit ihm fest verbundene Lagerbuchse 10 die hieran über ihren unteren Teil 1Γ befestigte Kurbelwelle 11 an. Das aus dem Ölvorrat 26 am Boden des Gehäuses 1 durch die Schaufel 33 gepumpte Öl steigt im zylindrischen Stutzen 27 nach oben. Bei seiner Aufstiegsbewegung durchfließt das Öl die exzentrische Bohrung 34 des Kurbelwellenteils W und fließt über den Querdurchlaß 35 in die in der Oberfläche der Kurbelwelle 11 vorgesehene schraubenförmige Nut 36 und schmiert so die Wandung des Vertikallagers 12. Gleichzeitig entweichen die in der exzentrischen Bohrung durch die auf das Öl wirkende Fliehkraft freigesetzten Gasbläschen am oberen Ende der Bohrung 34 in die Ölentgasungsbohrung 36', um aus dieser nach ausreichend langem Entgasungsweg in den Raum des Gehäuses 1 zu gelangen. Die exzentrische Bohrung 34 des unteren Teils W der Kurbelwelle 11 weist einen

größeren Durchmesser auf als der Stutzen 27. Es wurden Versuche an einem Maschinensatz durchgeführt, bei dem der Durchmesser der Bohrung des Stutzens 27 etwa 8 mm betrug, wobei der Querdurchlaß 35 der Kurbelwelle 11 etwa 55 mm und das untere Ende der exzentrischen Bohrung 34 etwa 10 mm von der Öloberfläche des ölvorrats 26 entfernt lagen. Die Ölfördermenge in Höhe des Querdurchlasses 35 betrug dann etwa, wie gewünscht, 400 cnWmin. Gab man der Bohrung 34 einen Durchmesser von 8 mm, wurde diese gewünschte ölfördermenge nicht erreicht. Sobald man aber für diese Bohrung den Durchmesser von 8 mm überschritt, ließ sich diese Ölförderleistung erzielen. Es wurde ebenfalls im Laufe der Versuche festgestellt, daß für die gewünschte ölfördermenge und für einen ruhi-.gen Betrieb der Pumpe der Stutzen 27 vorzugsweise einen Außendurchmesser von 10 mm und eine Länge von 25 mm erhalten muß. Der in das Öl eingetauchte Teil des Stutzens 27 sollte hierbei etwa 10 mm betragen und die Schaufel 33 das Ende des Stutzens um 3 mm überragen.

Am oberen Ende der Kurbelwelle 11 dringt das Öl aus der schraubenförmigen Nut 36 über den Querdurchlaß 37 in die weitere exzentrische Bohrung 38 ein, die die Kurbelwange 13 (auf der bekannterweise ein Ausgleichsgewicht 13' vorgesehen ist) und den Kurbelzapfen 15 durchsetzt. Ein Teil des längs der Bohrung 38 aufsteigenden Öls dringt nach Durchlaß durch den Querdurchlaß 40 in die Nut 41 ein und schmiert die zusammenwirkenden Flächen des Kurbelzapfens 15 und des Gleitsteins 16. Das so zwischen diese beiden Flächen eingedrungene Öl strömt dann über die erweiterten Öffnungen 44 und 45 der Bohrung 42 des Gleitsteins 16 in die auf dessen Oberfläche vorgesehenen kreisförmigen Rillen, um so die zusammenwirkenden Flächen von Gleitstein und Gleitbüchse zu schmieren, in der der Gleitstein 15 gleitend angeordnet ist.
Ein weiterer Teil des Öls, der von dessen durch die exzentrische Bohrung 38 aufsteigenden Säule abgezweigt wird, wird durch Fliehkraftwirkung nach Durchfließen des Durchlasses 43 in einem breiten, waagerechten Schleier abgeschleudert, von dem ein Teil zyklisch die Stirnwand des Zylinderblocks 20 bestreicht. Das Öl fließt so auf die Oberfläche des Kolbens 18 herab, um die zusammenwirkenden Flächen von Kolben 18 und Zylinder 19 zu schmieren. Ein weiterer Teil des Öls steigt über die exzentrische, vertikale Bohrung bis an die obere Stirnfläche des Kurbelzapfens, um dort über den Endausfluß 39 dieser Bohrung in den freien Innenraum des Gehäuses ausgestoßen zu werden.

Das Öl schmiert somit in stetigem Fluß sämtliche in Bewegung des Maschinensatzes zusammenwirkenden Flächen. Dieser Schmierarbeitszyklus schließt sich durch den Rücklauf des Öls in den den Boden des Gehäuses 1 füllenden Ölvorrat 26.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zum Schmieren eines in einem hermetisch abgeschlossenen Gehäuse liegend angeordneten Kompressors, dessen Kolben vom Rotor eines darunter stehend angerodneten Elektromotors über den Kurbelzapfen einer Kurbelwelle, einen Gleitstein und eine Kolbenhülse antreibbar ist, wobei die Schmiervorrichtung aus einer in das im unteren Teil des Gehäuses befindliche Schmieröl eintauchenden, während des Betriebs des Elektromotors angetriebenen Pumpe besteht, die das Öl durch die hohle Kurbelwelle nach oben zu den Schmierstellen fördert, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe aus einem die Kurbelwelle (11) koaxial verlängernden zylindrischen Stutzen (27) besteht, in dessen konzentrischem Innenraum ein Koaxialstück (29) befestigt ist, dessen aus dem Stutzen (27) nach unten hervorragendes Ende eine Schaufel (33) bildet, ferner im unteren Teil (1Γ) der Kurbelwelle (11) parallel zu deren Drehachse eine mit dem zylindrischen Stutzen (27) in unmittelbarer Verbindung stehende exzentrische Bohrung (34) mit gegenüber dem Innendurchmesser des Stutzens (27) größerem Durchmesser vorgesehen ist, die nach oben über einen Querdurchlaß (35) in die Oberfläche der Kurbelwelle (11) mündet, und daß in der Kurbelwelle (11) eine mit der exzentrischen Bohrung (34) des unteren Kurbelwellenteiles (1Γ) verbundene ölentgasungsbohrung (36') vorhanden ist.

   35

   Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Gattungsbegriff des Patentanspruchs angegebenen Art, die aus der USA.-Patentschrift 21 25 645 bekanntgeworden ist. Bei dieser bekannten Schmiervorrichtung wird das Öl über eine in der hohlen Kurbelwelle angeordnete archimedische Schraube gefördert. Nachteilig sind dabei die geringe Förderleistung infolge des von der archimedischen Schraube selbst eingenommenen Raumes in der hohlen Kurbelwelle sowie die fehlende Entgasung des geförderten Öls.

   Eine Schmiervorrichtung mit Entgasung des geförderten Öls für einen allerdings unterhalb des antreibenden Elektromotors liegenden Kompressor ist aus der französischen Patentschrift 12 10472 bekanntgeworden. Dort ist jedoch der Durchmesser des an den Ansaugstutzen sich anschließenden exzentrischen Kanals im Kurbelzapfen kleiner als der Innendurchmesser dieses Stutzens, was eine nur bescheidene Förderleistung zur Folge hat. Außerdem ist bei dieser bekannten Vorrichtung das der Entgasung oder dem Entfernen des im geförderten Öl freigesetzten Kühlmitteldampfes dienende Rohr unterhalb des exzentrischen Kanals und horizontal angeordnet, wodurch lediglich ein geringer Teil der Gase oder des Kühlmitteldampfes entfernt werden kann. Der verbleibende Teil wird durch das geförderte öl mitgenommen, so daß eine fortwährende ausreichende Schmierung nicht sichergestellt ist.

   Einen ähnlichen Mangel weist die Schmiervorrichtung nach der französischen Patentschrift 13 12 066 auf, da sich dort die aus dem öl freigesetzten Gase oder der Kühlmitteldampf erneut mit dem zuvor entgasten öl auf dessen Weg zu den bewegten Teilen des Kompressors mischen können, weil ein gesonderter Entgasungskanal nicht vorgesehen ist. Außerdem wird ein Teil des Öles bereits vor seiner Entgasung zur Schmierung der Kurbelwellenlager abgezweigt.

   Bei einer aus der britischen Patentschrift 9 23 779 bekannten Schmiervorrichtung ist der kurz über dem Ölbadspiegel mit einer waagerechten Entgasungsöffnung versehene Ansaugstutzen über eine kurze Bohrung unmittelbar mit einer Spiralnut in der Kurbelwelle verbunden, was wegen der beträchtlichen Querschnittsverengung eine unbefriedigende Förderleistung und wegen der ungünstigen Lage der Entgasungsöffnung mangelhafte Entgasung zur Folge hat.

   Ferner ist noch eine Schmiervorrichtung aus der USA.-Patentschrift 24 23 719 bekannt, bei der der Hauptförderkanal konzentrisch zur Drehachse der Motorwelle ist. Diese Schmiervorrichtung arbeitet jedoch in einem Motorkompressor, dessen Motor oberhalb des Kompressors angeordnet ist, wodurch sich das Schmierproblem wegen der kurzen Förderwege insgesamt vereinfacht.

   Außerdem ist es aus der französischen Patentschrift 11 87 712 bekannt, in der hohlen Kurbelwelle eines Motorkompressors mit unter dem Motor liegendem Kompressor ein teilweise in das Ölbad eintauchendes, im Querschnitt S-förmiges Koaxialstück zur Steigerung der Förderleistung anzuordnen. Irgendeine Entgasung ist allerdings nicht vorgesehen.

   Schließlich wurde nach einem nicht zum Stand der Technik gehörenden älteren Vorschlag (deutsches Patent 12 19 955) der Ansaugstutzen bei einer Schmiervorrichtung für Motorkompressoren derart ausgebildet, daß dessen oberes Ende mit einer nach innen vorspringenden Mulde versehen ist, welche das Entweichen von in dem geförderten Öl freigesetzten Gasen oder Kühlmitteldampf über einen waagerechten Auslaß ermöglicht, der durch eine Querbohrung und diese Mulde gebildet wird. Nachteilig ist bei dieser Art der Entgasung jedoch die dabei auftretende Querschnittsverringerung in der Bohrung, die die Ölförderleistung herabsetzt, sowie die geringe Förderhöhe des Öls bis zur Entgasungsöffnung, so daß die Entgasung nur unvollständig ist.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schmiervorrichtung gemäß Gattungsbegriff des Patentanspruchs zu schaffen, die regelmäßig eine große Menge gas- oder kühlmitteldampffreien Öls an die verschiedenen beweglichen Teile des Motorkompressors liefert.

   Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs gelöst.

   In der Zeichnung ist eine Vorrichtung zum Schmieren eines Motorkompressors an Hand eines Ausführungsbeispiels schematisch veranschaulicht. Es zeigt

   F i g. 1 einen Motorkompressor mit Schmiervorrichtung nach der Erfindung im Schnitt,

   F i g. 2 eine Seitenansicht des Koaxialstückes,

   F i g. 3 den Schnitt längs der Linie A-A in F i g. 2 und F i g. 4 den Schnitt längs der Linie B-B in F i g. 2.

   Zunächst sei der in F i g. 1 veranschaulichte Motorkompressor insgesamt kurz beschrieben. Der Motor und Kompressor umfassende Maschinensatz ist im Inneren eines Gehäuses 1 angeordnet, das aus zwei bei 4 zusammengeschweißten Teilen 2 und 3 besteht und so eine dichte Hülle bildet. Der Maschinensatz umfaßt einen Elektromotor 5 entsprechender bekannter Bauart, einen Maschinenkörper 6 und einen in seiner Gesamtheit mit 7 bezeichneten Kompressor, der an dem