DE1503447B2

DE1503447B2 - Oil delivery device for fully enclosed motor compressors

Info

Publication number: DE1503447B2
Application number: DE19661503447
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz 3501 Fuerstenhagen Kaminski
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Priority date: 1966-08-05
Filing date: 1966-08-05
Publication date: 1975-01-30
Also published as: DE1503447A1

Description

Die Erfindung hat eine Ölförderungseinrichtung für gekapselte Motorkompressoren, insbesondere Kleinkältekompressoren zum Gegenstand. Bei den heute verwendeten Kleinkältekompressoren mit senkrechter Welle hat man die früher übliche Druckschmierung mittels einer in die Welle eingearbeiteten ölpumpe zumeist aufgegeben und durch eine ölförderungseinrichtung ersetzt, bei welcher die Fliehkraft des Öls in einen sich konisch erweiternden, in den ölsumpf eintauchenden ölansaugstutzen am unteren Motorwellenende dazu ausgenutzt wird, das öl über eine Bohrung in der Welle nach oben zu den verschiedenen Schmierstellen zu fördern und darüber hinaus überschüssiges öl aus dem oberen Wellenende zu versprühen und damit zur Kühlung des Motorkompressors beizutragen.The invention relates to an oil delivery device for encapsulated motor compressors, in particular small refrigeration compressors to the subject. In the small refrigeration compressors used today with vertical The shaft is usually the pressure lubrication that was used in the past by means of an oil pump built into the shaft abandoned and replaced by an oil delivery device, in which the centrifugal force of the oil in a conically widening, oil suction nozzle dipping into the oil sump at the lower end of the motor shaft for this purpose, the oil is used up to the various lubrication points via a hole in the shaft to promote and also to spray excess oil from the upper shaft end and thus to Contribute to cooling the motor compressor.

Die Erfindung bezieht sich auf eine ölförderungseinrichtung für gekapselte Motorkompressoren, insbesondere Kleinkältekompressoren, mit lotrechter Welle und oberhalb des Motors liegendem Kompressor, bestehend aus einem konischen, in eine Ausbohrung des unteren Wellenendes eingesetzten, in den Ölsumpf eintauchenden ölansaugstutzen und einer am oberen Ende der Wellenausbohrung ansetzenden, schräg nach oben führenden Steigbohrung, welche die Wellenausbohrung mit einer auf der Welle außen angebrachten wendeiförmigen Schmiernut, wobei der Ausgangsstutzen bis zum oberen Ende der Wellenbohrung reicht.The invention relates to an oil delivery device for encapsulated motor compressors, especially small refrigeration compressors, with vertical shaft and Above the engine lying compressor, consisting of a conical, in a bore of the lower one Oil suction nozzle inserted into the shaft end and one at the upper end the shaft bore attaching, inclined upward rising bore, which the shaft bore with a helical lubrication groove attached to the outside of the shaft, with the outlet port up to upper end of the shaft bore is sufficient.

Bei einer solchen ölförderung treten verschiedene Probleme auf, deren bestmögliche Lösung zu Kompromissen zwingt. Die geförderte ölmenge muß für eine einwandfreie Schmierung aller Lager und des Kompressors ausreichen, außerdem soll eine möglichst große ölmenge gefördert werden. Andererseits muß das im öl enthaltene Kältemittelgas vom öl getrennt werden, wobei, um dessen Anteil niedrig zu halten, eine Durchwirbelung des Öls im ölsumpf durch die eintauchenden Fördermittel möglichst vermieden werden soll. Um eine große Förderhöhe zu erzielen, wie sie bei Motorkompressoren mit obenliegendem Kompressor notwendig ist, muß eine möglichst große Fliehkraft erzeugt werden. Deshalb muß sich der Ansaugstutzen innen konisch erweitern und einen möglichst großen Durchmesser erhalten. Dem sind aber durch den gegebenen Wellendurchmesser aus Festigkeitsgründen Schranken gesetzt. Um die Fliehkraft weiter auszunutzen, hat man daher am oberen Ende des in eine Wellenausbohrung eingesetzten Ansaugstutzens einen zumeist schrägen Verbindungskanal zu einer auf der Außenseite der Welle eingebrachten wendelförmig aufsteigenden Schmiernut vorgesehen. Eine solche bekannte Anordnung ist in den F i g. 1 und 2 gezeigt, in der das untere Ende einer Motorkompressorwelle mit einem ölansaugstutzen der beschriebenen Art dargestellt worden ist. Zur Verhinderung des Entstehens eines Gaspuffers in der Wellenausbohrung ist hierbei im Ansaugstutzen oberhalb des ölspiegels eine Bohrung mit nach innen gerichtetem Durchzug vorgesehen. Ähnliche äquivalente Lösungen dieses Problems sind bekannt, sie bilden jedoch nicht den Gegenstand dieser Erfindung.With such an oil production, various problems arise, the best possible solution to compromises forces. The amount of oil pumped must ensure proper lubrication of all bearings and the compressor sufficient, in addition, the largest possible amount of oil should be pumped. On the other hand, it must refrigerant gas contained in the oil is separated from the oil, whereby, in order to keep its proportion low, the oil in the oil sump is swirled through by the immersed Funding should be avoided as far as possible. In order to achieve a large head of funding, as is the case with Motor compressors with an overhead compressor is necessary, the greatest possible centrifugal force must be generated will. Therefore, the intake port must widen conically on the inside and be as large as possible Preserved diameter. However, this is due to the given shaft diameter for reasons of strength Limits set. In order to make further use of the centrifugal force, a shaft bore is therefore used at the upper end of the used intake manifold a mostly inclined connecting channel to one on the outside The shaft is provided with a helically ascending lubrication groove. Such a known arrangement is shown in Figs. 1 and 2 are shown in which the lower end of a motor compressor shaft with an oil suction port the type described has been shown. To prevent the formation of a gas buffer In the shaft bore there is a bore in the intake port above the oil level directed draft provided. Similar equivalent solutions to this problem are known to constitute them however, not the subject of this invention.

Bei dieser in den F i g. 1 und 2 gezeigten Anordnung, die der Einrichtung nach der GB-PS 923 779 entspricht, und auch bei allen bekannten ähnlichen Anordnungen,In this in the F i g. 1 and 2 shown arrangement, which corresponds to the device according to GB-PS 923 779, and also with all known similar arrangements,

z. B. nach der DT-AS 1 171 448, der GB-PS 1 039 962 und der FR-PS 1 354 164, wird aber keine optimale ölförderung erreicht. Dies hat seine Ursache darin, daß die Einmündung in die Steigbohrung 4 am Ende der ^ Wellenausbohrung 2 aus fertigungstechnischen Grün- fc den eine Lage besitzt, die dem an der Innenwandung des konischen Ansaugstutzens 3 aufsteigendem Ölfilm 8 nur einen sehr kleinen Querschnitt darbietet, der in F i g. 2 mit 9 bezeichnet ist; infolgedessen gelangt nur ein kleiner Bruchteil des bis zu dieser Höhe geförderten Öls in die schräge Steigbohrung und kann in dieser weiter ansteigen. Bei anderen bekannten Anordnungen liegt die Kanalmündung zum Teil noch mehr zur Wellenachse hin, was bezüglich der Förderleistung noch ungünstiger ist. Aber schon bei der Konstruktion nach der GB-PS 1 037 962 soll dem hochsteigenden öl ein größerer Eintrittsquerschnitt an der Mündung der Steigbohrung angeboten werden.z. B. according to DT-AS 1 171 448, GB-PS 1 039 962 and FR-PS 1 354 164, but no optimal oil production is achieved. This is due to the fact that the inlet to the rising bore 4 at the end of the ^ Wellenausbohrung 2 fc for manufacturing green has the one layer containing 8 presents the ascending along the inner wall of the conical intake manifold 3 oil film only a very small cross section in F i g. 2 is denoted by 9; As a result, only a small fraction of the oil pumped up to this height reaches the inclined riser bore and can continue to rise in it. In other known arrangements, the channel mouth is sometimes even more towards the shaft axis, which is even more unfavorable with regard to the delivery rate. But even in the design according to GB-PS 1 037 962, the rising oil should be offered a larger inlet cross-section at the mouth of the riser bore.

Die in der GB-PS 1 037 962 vorgeschlagene Lösung ist aber nicht zufriedenstellend, weil dort aus fertigungstechnischen Gründen eine ungünstig lange Wellenausbohrung Anwendung findet und die Schrägbohrung, die von unten her eingebracht werden muß, sehr hoch in der Wellenbohrung ansetzt. Diese lange lotrechte Wandstärke trägt dabei nicht zur Förderung des Öls bei, so daß die geförderte Ölmenge unzureichend bleibt. ¹VThe solution proposed in GB-PS 1 037 962 is unsatisfactory because there, for manufacturing reasons, an unfavorably long shaft bore is used and the inclined bore, which has to be made from below, is very high in the shaft bore. This long vertical wall thickness does not contribute to the promotion of the oil, so that the amount of oil delivered remains inadequate. ¹ V

Der vorliegenden Erfindung liegt bei einer Einrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs somit die Aufgabe zugrunde, die Steigbohrung, die die WeI-lenausbohrung mit der wendeiförmigen Schmiernut am Außenumfang der Welle verbindet, so anzuordnen, daß dem durch den Hohlkonus geförderten öl, das an der Wellenausbohrung in einem dünnen Film hochsteigt, ebenfalls einen größeren Einströmquerschnitt an der Mündung der Steigbohrung zur Verfügung gestellt wird.The present invention thus resides in a device according to the preamble of the patent claim the task is based on the riser hole, which the WeI lenausbohrung with the helical lubrication groove on Outer circumference of the shaft connects to be arranged so that the oil conveyed through the hollow cone, which is on the Shaft bore rises in a thin film, also a larger inflow cross-section at the Mouth of the riser is made available.

Nach dem Vorschlag der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Steigbohrung 4 so weit von der Mittelachse der Welle nach außen verschoben ist, daß ihr Eintrittsquerschnitt von außen her von der Wandstärke des in die Wellenausbohrung 2 eingesetzten ölansaugstutzens 3 abgedeckt wird.According to the proposal of the invention, this object is achieved in that the rising bore 4 so far is shifted from the central axis of the shaft to the outside that its inlet cross-section from the outside of the Wall thickness of the oil intake 3 inserted into the shaft bore 2 is covered.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung bzw. durch die Verlagerung des Steigleitungsansatzes wurde eine nicht ohne weiteres voraussehbare Überkompensation der durch die verminderte Schräglage der Steigleitung bedingten Verschlechterung der Förderung erbracht.
Die erfindungsgemäße Lösung wurde auch nichtThe arrangement according to the invention or the relocation of the riser approach resulted in an overcompensation, which was not readily foreseeable, for the worsening of the delivery caused by the reduced inclination of the riser.
The inventive solution was also not

durch die GB-PS 923 779 nahegelegt, da man nach dieser Ausführung offenbar darauf bedacht war, den Ölfilm möglichst gleichmäßig und ohne Unterbrechung von der Wandung des eingesetzten Ölansaugstutzens auf die Wand der Steigbohrung übergehen zu lassen. Man rechnete damit, daß bei einer Überdeckung der Steigbohrungsöffnung durch die Wandstärke des eingesetzten ölansaugstutzens eine Stufe entstehen müßte, die den Film unter der Einwirkung der Fliehkraft abreißen würde. Deshalb wurde die Anordnung so ge- ίο troffen, daß die Wandstärke des ölansaugstutzens unter Vermeidung der Bildung einer Stufe die Öffnung nicht überdeckt.suggested by GB-PS 923 779, since after this execution one was obviously careful to remove the oil film as evenly as possible and without interruption from the wall of the oil suction port used to pass over to the wall of the riser bore. It was expected that if the Riser bore opening would have to result in a step due to the wall thickness of the oil suction nozzle used, which would tear off the film under the action of centrifugal force. That is why the arrangement was made like this affected that the wall thickness of the oil suction nozzle, avoiding the formation of a step, the opening not covered.

Auch die Möglichkeit, daß eventuell auf Grund einer Fertigungstoleranz die Anordnung nach der Erfindung bei einer Fertigung nach der bekannten Anordnung gemäß der GB-PS 923 779 entstehen könnte, war nicht gegeben. Die Wandstärke des Konus beträgt etwa 0,75 mm, der Durchmesser der Steigbohrung etwa 4 mm. Die Fertigurigstoleranz für die Wandstärke des Konus ist verhältnismäßig so gering, daß sie für die Ausbildung einer Stufe unberücksichtigt bleiben kann. Die Steigbohrung wird nach Herstellung der Wellenausbohrung von unten gebohrt. Da die Achse der Steigbohrung nicht rechtwinklig auf dem Kegel der Wellenausbohrung verläuft, sondern nach innen einen stumpfen Winkel bildet, besteht beim Ansetzen einer Bohrung im vorgegebenen Abstand von der Außenkante der Wellenausbohrung kaum die Gefahr, daß eine Abweichung vom vorgegebenen Maß nach außen erfolgt, sondern der Bohrer wird auf der nach innen abfallenden Kegelwandung eher nach innen abweichen. In der Praxis hat sich eine Toleranzabweichung nur nach innen ergeben. Somit ergab sich bei einer Ausführung nach der GB-PS 923 779 meistens eine nach innen gerichtete Stufe zwischen dem Konus und der Steigbohrung, die infolge der Gegenläufigkeit zur Fliehkraft bewirkte, daß der ölstrom gedrosselt wurde, wobei außerdem ein verhältnismäßig geringer Querschnitt der Steigbohrung dem aufsteigenden Ölfilm gegenübersteht. Also the possibility that the arrangement according to the invention may be due to a manufacturing tolerance could arise in a production according to the known arrangement according to GB-PS 923 779, was not given. The wall thickness of the cone is about 0.75 mm, the diameter of the riser hole is about 4 mm. The manufacturing tolerance for the wall thickness of the cone is relatively so small that it is for the Training of a stage can be disregarded. The rising bore is made after the shaft bore has been made drilled from below. Because the axis of the riser bore is not perpendicular to the cone of the shaft bore runs, but forms an obtuse angle inward, exists when starting a hole at the specified distance from the outer edge of the shaft bore there is hardly any risk of a deviation is carried out from the specified dimension outwards, but the drill is on the inwardly sloping one The cone wall tends to deviate inwards. In practice there is a tolerance deviation only inwards result. Thus, in an embodiment according to GB-PS 923 779, an inward-facing one usually resulted Step between the cone and the rising bore, which was caused by the counter-rotation to the centrifugal force, that the oil flow has been throttled, in addition, a relatively small cross-section the rising bore faces the rising oil film.

Demgegenüber wird bei der Ausführung nach der Erfindung bei Ausbildung einer von der Konusinnenkante zur Steigbohrungswandung nach außen gehenden Stufe eher eine Beschleunigung durch die Fliehkrafteinwirkung erreicht, so daß der Ölfilm in seiner gesamten Stärke in die Steigbohrung eintreten kann, abgesehen davon, daß erfindungsgemäß auch ein goßer Querschnittsanteil der Steigbohrung dem Ölfilm gegenübersteht. In contrast, in the embodiment according to the invention, when one of the inner cone edge is formed to the step leading to the rising bore wall, it is more an acceleration due to the effect of centrifugal force reached so that the oil film can enter the riser hole in its full thickness, apart from the fact that, according to the invention, a large cross-sectional portion of the riser bore also faces the oil film.

Ein Ausführungsbeispiel nach der Erfindung ist in den F i g. 3 und 4 dargestellt, die in größerem Maßstab im Längsschnitt das untere Ende einer Motorkompressorwelle sowie einen Querschnitt derselben längs der Linie C-D in F i g. 3 zeigen.An embodiment according to the invention is shown in FIGS. 3 and 4, which on a larger scale in longitudinal section the lower end of a motor compressor shaft and a cross section of the same along the line CD in FIG. 3 show.

Die Motorwelle 1 weist an ihrem unteren Ende eine Ausbohrung 2 vom Durchmesser a auf. Dieser ist im Hinblick auf die Erzielung einer großen Fliehkraft für das Öl so groß wie aus Festigkeitsgründen möglich gewählt. Nach Einbringen dieser Bohrung wird die Welle mit einer vom Ende der Aufbohrung schräg nach oben außen verlaufenden Steigbohrung 4 vom Durchmesser b versehen. Diese Bohrung wird vom Wellenende her eingebracht und so gelegt, daß sie die Wellenausbohrung tangiert, so daß eine Mantellinie der Ausbohrung 2 ohne Stoß in eine Mantellinie der Bohrung 4 übergeht. Dann wird in die Ausbohrung 2 der konische Ansaugstutzen 3 bis zum Anschlag eingedrückt. Dadurch wird ein Teil des Mündungsquerschnitts der Bohrung 4 von der Oberkante des Ansaugstutzens abgedeckt, und der an deren Innenwandung hochsteigende Ölfilm kann widerstandslos in die Bohrung 4 in einem Querschnittsbereich übergehen, der in F i g. 4 mit 9 bezeichnet ist und erheblich größer ist als der sich bei der Ausführung nach F i g. 1 und 2 darbietende flache Kreisabschnitt des Bohrungsquerschnitts. Diese teilringförmige Übergangszone ist umso größer, je mehr sie in die Nähe des Durchmessers der Bohrung 4 rückt. Dies könnte man erreichen, indem man die Materialstärke des Ansaugstutzens größer wählt. Da dies jedoch gleichzeitig eine Verringerung der für die Fliehkraftwirkung maßgeblichen öffnungsweite des Ansaugstutzens bedeutet, muß zwischen beiden das Optimum empirisch ermittelt werden, was ohne Schwierigkeit möglich ist.The motor shaft 1 has a bore 2 of diameter a at its lower end. With a view to achieving a high centrifugal force for the oil, this is selected as large as possible for reasons of strength. After this bore has been made, the shaft is provided with a rising bore 4 with a diameter b which runs obliquely upward from the end of the bore. This hole is made from the shaft end and placed in such a way that it is tangent to the shaft bore so that a surface line of the bore 2 merges into a surface line of the bore 4 without any impact. Then the conical suction nozzle 3 is pressed into the bore 2 as far as it will go. As a result, part of the opening cross-section of the bore 4 is covered by the upper edge of the intake port, and the oil film rising up its inner wall can merge without resistance into the bore 4 in a cross-sectional area which is shown in FIG. 4 is denoted by 9 and is considerably larger than that found in the embodiment according to FIG. 1 and 2 showing flat circular section of the bore cross-section. This partially annular transition zone is larger the closer it comes to the diameter of the bore 4. This could be achieved by choosing a larger material thickness for the intake manifold. However, since this also means a reduction in the opening width of the intake port, which is decisive for the effect of centrifugal force, the optimum between the two must be determined empirically, which is possible without difficulty.

Versuche haben ergeben, daß bei praktisch gleichen Abmessungen von Welle, Ansaugstutzen und Bohrungen durch die Erfindung eine Steigerung der ölförderung um 40 bis 50% gegenüber der durch eine Anordnung nach F i g. 1 erhaltenen erzielt worden ist. Diese erhöhte Ölförderung hat einen wesentlich größeren Austritt von Überschußöl aus dem oberen Wellenende bzw. dem Ende des Kurbelzapfens zur Folge, das in der Kapsel versprüht wird und eine beträchtliche Verbesserung der Wärmeabführung von Motorkompressor auf die Kapselwandung sowie eine bessere Schmierung von Kompressorzylinder und -kolben durch das Sprühöl zur Folge hat.Tests have shown that with practically the same dimensions of the shaft, intake manifold and bores through the invention, an increase in oil production by 40 to 50% compared to that through an arrangement according to FIG. 1 obtained has been achieved. This increased oil production has a much larger one Leakage of excess oil from the upper end of the shaft or the end of the crank pin results in the Capsule is sprayed and a significant improvement in heat dissipation from the engine compressor the capsule wall and better lubrication of the compressor cylinder and piston through the spray oil has the consequence.

Die Versuche haben dabei weiter ergeben, daß auf Grund dieser erhöhten ölförderung der Temperatursprung zwischen Motorwicklungstemperatur und Kapseltemperatur merklich verkleinert ist.The experiments have also shown that the temperature jump is due to this increased oil production is noticeably reduced between the motor winding temperature and the capsule temperature.

Diese Vorteile sind ohne erhöhten Aufwand lediglich durch die vorbeschriebene verbesserte Gestaltung der Ölfördereinrichtung erreicht worden.These advantages are only available through the above-described improved design of the Oil well has been achieved.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Claim:

oil delivery device for encapsulated motor compressors, especially small refrigeration compressors, with a vertical shaft and above the motor horizontal compressor, consisting of a conical, in a bore in the lower shaft end inserted oil suction port immersed in the oil sump and one at the upper end of the shaft bore, leading obliquely upwards Riser bore, which the shaft bore with a helical shape attached to the outside of the shaft Lubrication groove, with the outlet port reaching to the upper end of the shaft bore, characterized in that the rising bore (4) is so far from the central axis of the shaft is shifted outwards that its inlet cross-section depends on the wall thickness of the in the shaft bore (2) of the oil suction port (3) inserted is covered.