DE1428046C3 - Drehkolbenverdichter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehkolbenverdichter, insbesondere für Kältemittel, mit einem innenverzahnten mittels einer Seitenscheibe mit der Antriebswelle verbundenen Hohlrad und einem damit innenachsig kämmenden und dazu exzentrisch um eine ortsfeste Achse gelagerten außenverzahnten Innenläufer, der auf einer Seite an der Seitenscheibe des Hohlrades und auf der anderen Seite zusammen mit der betreffenden Seitenfläche des Hohlrades an einer Gehäuseseitenwand anliegt, welche eine Einlaß- und eine Auslaßöffnung für das Fördermedium enthält.

Bei derartigen Maschinen mit in bekannter Weise fliegend gelagerten Außendrehkolben bedarf es, um sie für hohe Druckverhältnisse, wie sie häufig bei Kältemaschinen auftreten, geeignet zu machen, besonderer Mittel.

Bekannt ist es z. B, Hohlrad und Innenläufer gegen die die Einlaß- und die Auslaßöffnung aufweisende Gehäuseseitenwand durch Federkraft anzupressen, um die Abdichtung der einzelnen Arbeitskammern untereinander und gegenüber der Ein- und Auslaßöffnung abzudichten (DT-PS 4 51 437). Bei einer anderen bekannten Maschine (US-PS 16 31 592) steht die Achse des Verdichters senkrecht und die die Ein- und die Auslaßöffnung tragende Gehäuseseitenwand ist unten angeordnet. Das Hohlrad und über dessen Seitenwand der Innenläufer werden dann durch die Last des Hohlrades, der mit diesem verbundenen Antriebswelle und des mit dieser fest verbundenen Rotors eines Antriebs-Elektromotors gegen die unten liegende Gehäuseseitenwand gedrückt.

Da aber der Innenläufer zwecks leichter Drehbarkeit, auch im Falle einer Wärmedehnung, nur ein bestimmtes Maß schmäler sein muß als der verzahnte Teil des Hohlrades, wird eigentlich zunächst nur das Hohlrad an seiner Seitenfläche fest gegen die erwähnte Gehäuseseitenwand gedrückt Es muß dann noch für ein Anliegen des Innenläufers an dieser Gehäuseseitenwand und auch für eine ausreichende Dichtung gegenüber der Seitenscheibe des Hohlrades gesorgt werden, da hier die Anbringung von beweglichen Dichtleisten in einer wirklich' brauchbaren Weise sehr schwierig ist, ίο kommt nur Spaltdichtung in Betracht. Diese kann nur dann wirksam gestaltet werden, wenn die Spalte parallel, äußerst eng und außerdem durch flüssige Dichtmittel, z. B. Schmieröl, weiter verengt oder gar geschlossen werden. Der dazu nötige ölumlauf muß dabei in einem «5 solchen Rahmen liegen, daß eine übermäßige Überflutung der Kammern bzw. des gesamten Arbeitsmittelkreislaufes bei jedem Betriebszustand vermieden wird. Die sich für die Erfindung stellende Aufgabe besteht darin, den Innenläufer an der die Ein- und Auslaßöffnung aufweisenden Gehäuseseitenwand unter Sicherstellen einer ausreichenden, aber ölschläge vermeidenden Schmierung dichtend anzupressen.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Innenläufer an der einen, antriebsseitigen Stirnseite mit einem unter Federdruck axial gegen die Seitenscheibe des Hohlrades gedrückten Gleitring versehen ist, wodurch er mit seiner anderen Stirnseite plan dichtend an der Gehäuseseitenwand (Stirnwand des Lagerdeckels) anliegt.

Dieser Gleitring, der im Verein mit der gas- oder öldruckbelasteten Stirnfläche des Innenläufers gegen den Gehäusedeckel drückt, ist notwendig, da der vor dem mit den Ein- und Auslaßöffnungen versehenen Gehäusedeckel befindliche Spalt besonders zur Abgabe von Leckgasen neigt, ferner mit öl schwer zu dichten ist und schließlich der auf dem jeweils vor dem Auslaßschlitz liegenden Zahn ruhende Gasdruck den Innenläufer vom Deckel fortzuschieben sucht.

Der Gleitring dient dazu, den Innenläufer und das Hohlrad gegen die Gehäusewand zu drücken, in der die Einlaß- und die Auslaßöffnung angeordnet sind. Somit hat er hauptsächlich die Wirkung eines Axiallagerringes und nur in beschränktem Maße die Wirkung eines Dichtungsringes. Es soll zwar durch ihn ein störendes Durchlecken von Fördergas von einer Verdrängerzelle zur anderen vermieden werden, aber dennoch das Hindurchfließen von Schmiermittel an den Spalt zwischen dem Innenläufer und der Seitenscheibe des Hohlrades ermöglicht werden. Das Hohlrad wird dabei nicht mit einer besonderen Druckkraft gegen die Gehäuseseitenwand gedrückt.

Das für die Spaltdichtung benötigte unter hohem Druck zugeführte öl wird gleichzeitig zur Schmierung des Innendrehkolbenlagers benutzt. Nach dem Durchtritt durch den antriebsseitigen Stirnspalt gelangt das öl in die Zahnlücken des äußeren Drehkolbens bzw. Hohlrades und dient dort zur Abdichtung der Spalte an den Zahnspitzen des Innenläufers. Auch der enge Spalt zwischen Hohlrad und Gehäusedeckel füllt sich infolge Fliehkraftwirkung mit öl und behindert den Leckgasübertritt von Kammer zu Kammer.

Es ist sehr zweckmäßig, wenn in der antriebsseitigen Stirnseite des Innenläufers radiale Schmiernuten vorgesehen sind. Durch sie wird eine Förderung des die Seitenfläche der Innenläuferzähne abdichtenden Schmieröls bewirkt.

Zur Vermeidung von ölschlägen kann in der Gehäuseseitenwand in Drehrichtung vor der Auslaßöffnung

und in entsprechendem Abstand von dieser eine öffnung mit einem Überdruckventil vorgesehen sein, das vor Kompressionsende ein vorzeitiges Ausschieben in die Druckleitung gestattet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den F i g. 1 und 2 dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Verdichter mit den erfindungsgemäßen Merkmalen im Längsschnitt gemäß der Linie I-I in F i g. 2,

F i g. 2 einen Querschnitt durch den Verdichter gemäß der Linie H-Il in F i g. 1 in vergrößerter Darstellung.

Der dargestellte Verdichter weist ein neunzahniges Hohlrad 1 auf, dessen Welle 2 gleichzeitig die Rotorwelle des Elektromotors 3 ist. Die Lagerung dieses Hohlrades besteht aus zwei Querlagern 4 und 5 und einem Längslager 6. Der über die Zahnspitzen unmittelbar vom Hohlrad 6 mitgenommene Innenläufer 7 ist auf einem Zapfen des Gehäusedeckels 9 gelagert. Er trägt auf seiner antriebsseitigen Stirnfläche einen federbelasteten Gleitring 10 und auf seiner anderen Stirnfläche eine besondere Gleitschicht 11, kann aber auch selbst aus einem Material mit besonders guten Gleiteigenschaften bestehen. Im Gehäusedeckel 9 befinden sich der Einlaßschlitz 12 und die Auslaßöffnung bzw. der Auslaßkanal 13. Der Gaseinlaß in das geschlossene Aggregat erfolgt durch den Motordeckel 14, während das Schmieröl durch die Bohrung 15 im Zapfen des Gehäusedeckels 9, Nuten 23 auf der Innenseite des Innenläufers 7 und Nuten 20 in der antriebsseitigen Stirnfläche des Innenläufers in die Maschine gelangt.

Die Arbeitsweise verläuft folgendermaßen: Das noch mit Schmieröl untermischte Kältemittel tritt durch den Deckel 14 in das Motorgehäuse ein, wobei es sowohl durch die Bohrungen 16 als auch durch das Lager 5 und durch die Bohrung 17 unter nachfolgendem Passieren der Lager 6 und 4 dem Verdichter zuströmt. Dort gelangt es über den Einlaßschlitz 12 in die von den Zähnen des Hohlrades 1 und des Innenläufers 7 gebildeten Arbeitskammern 18. Nach erfolgter Kompression wird schließlich das Arbeitsmittel über den Auslaßkanal 13 in den Kältemittelkreislauf befördert.

Dieser Verdichtungsprozeß kann nur dann unter geringen Verlusten durchgeführt werden, wenn die Arbeitskammern 18 gegen den Druckkanal 13 gut abgedichtet sind. Zu diesem Zwecke wird der Innenläufer 7 durch den federbelasteten Gleitring 10 sowie durch den auf die gleiche Stirnseite einwirkenden Gasdruck und Öldruck axial gegen den Gehäusedeckel 9 gedruckt und dadurch der Übertritt von Druckgas zum Einlaßkanal und zu den Arbeitskammern minderen Druckes verhindert. Demselben Zweck dient auch eine auf der Stirnseite des Hohlrades 1 gleitende Ringdichtung 19. An allen anderen Stellen sind die Arbeitskammern 18 durch Spalte gedichtet, welche unter öl stehen. Dieses gleichzeitig zur Schmierung des Lagers des Innenläufers 7 sowie des Gleitringes 10 dienende Öl wird dem Stirnspalt zwischen der Stirnfläche des Innenläufers und der Stirnwand der Seitenscheibe des Hohlrades 1 unter Druck durch Verbindungsnuten 23 und durch radiale Schmiernuten 20 zugeführt und verhindert weitgehend den Übertritt von Leckgasen von Kammer zu Kammer. Das hindurchtretende öl sammelt sich dann zunächst in den Zahnlücken des Hohlrades 1, wodurch insbesondere die im oberen Druckbereich befindlichen Zahnspitzen abgedichtet werden. Gleichzeitig tritt öl infolge Fliehkraftwirkung in den Spalt 21 zwischen die Verzahnung des Hohlrades 1 und den Gehäusedeckel 9 ein und hindert auch dort das Überströmen von Leckgasen von Kammer zu Kammer.

Sollte sich bei irgendwelchen Betriebszuständen zuviel öl in den Arbeitskammern ansammeln, so daß bereits vor dem öffnen des Auslaßkanals 13 eine stark überhöhte Kompression entsteht, so kann durch ein in die öffnung 22 des Gehäusedeckels 9 eingesetztes Überdruckventil ein Teil des reichlich mit Schmierflüssigkeit vermischten Fördermediums vorzeitig in die Auslaßleitung abgeführt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Drehkolbenverdichter, insbesondere für Kältemittel, mit einem innenverzahnten, mittels einer Seitenscheibe mit der Antriebswelle verbundenem Hohlrad und einem damit innenachsig kämmenden und dazu exzentrisch um eine ortsfeste Achse gelagerten außenverzahnten Innenläufer, der auf einer Seite an der Seitenscheibe des Hohlrades und auf der anderen Seite zusammen mit der betreffenden Seitenfläche des Hohlrades an einer Gehäuseseitenwand anliegt, welche eine Einlaß- und eine Auslaßöffnung für das Fördermedium enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Innenläufer (7) an der einen, antriebsseitigen Stirnseite mit einem unter Federdruck axial gegen die Seitenscheibe (10) des Hohlrades (1) gedrückten Gleitring (10) versehen ist, wodurch er mit seiner anderen Stirnseite plan dichtend an der Gehäuseseitenwand (Stirnwand des Lagerdeckels 9) anliegt.

2. Verdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der antriebsseitigen Stirnseite des Innenläufers (7) radiale Schmiernuten (20) vorgesehen sind

3. Verdichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung von ölschlägen in der Gehäuseseitenwand (9) in Drehrichtung vor der Auslaßöffnung (13) und in entsprechendem Abstand von dieser eine öffnung (22) mit einem Überdruckventil vorgesehen ist.