DE1628154C3 - Lotrecht angeordnete Kurbelwelle für einen Motorverdichter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine lotrecht angeordnete Kurbelwelle für einen Motorverdichter, insbesondere für eine gekapselte Kleinkältemaschine, mit einem unteren und einem oberen Wellenlager und einem dazwischen angeordneten Kurbellager, wobei die Welle einen unten offenen zentrischen Hohlraum aufweist, in dem das öl infolge Zentrifugalwirkung eine Förderwirkung nach oben erfährt und mit dem je in einer ölaustrittsöffnung zumindest im Bereich des Kurbellagers und des oberen Wellenlagers endende Austrittskanäle verbunden sind.

Eine solche Kurbelwelle ist aus der USA.-Patentschrift 2 423 719 bekannt. Der Motor befindet sich oberhalb der beiden Verdichter. Das untere Wellenlager liegt im ölsumpf. Der zentrische Hohlraum erstreckt sich durch den entsprechend groß bemessenen Kurbelzapfen bis in die Höhe des oberen Wellenlagers. Von diesem Hohlraum geht je ein Kanal zum Kurbellager und zum oberen Wellenlager. Da der Hohlraum bis zum oberen Wellenlager reicht und dieses einen verhältnismäßig geringen Abstand vom ölsumpf hat, gelingt es, eine ausreichende Schmierung sicherzustellen, obwohl die Förderwirkung der verwendeten Pumpe recht schwach ist.

Aus der USA.-Patentschrift 2 809 872 ist ein Motorverdichter bekannt, bei dem der Motor unterhalb des Verdichters angeordnet ist. Das untere Wellenlager taucht wiederum in den ölsumpf. Das obere WeI-lenlager befindet sich am oberen Wellenende. Die Welle ist von einem koaxialen, oben offenen Förderkanal durchsetzt, von dem Austrittskanäle zum Kurbellager und zum oberen Wellenlager abgehen. Dieser Förderkanal wird von einer Flügelradpumpe beschickt. Diese vermag ausreichend große Förderhöhen zu erzeugen.

Aus der USA.-Patentschrift 3 253 776 ist ein Motorverdichter mit oben liegendem Motor bekannt, bei dem am unteren Ende der Kurbelwelle ein kurzer zentrischer Ansaugkanal vorgesehen ist, von dem mindestens zwei Radialkanäle ausgehen, an die parallele, exzentrisch angeordnete Förderkanäle anschließen. Der eine Förderkanal führt zum Kurbellager, der andere zum oberen Wellenlager. Hier wird ebenfalls eine Pumpwirkung durch einen Zentrifugaleffekt erzielt, wobei den beiden genannten Schmierstellen je eine eigene Pumpe mit nachfolgendem Kanalsystem zugeordnet ist.

Aus der britischen Patentschrift 1 037 962 ist ein Motorverdichter bekannt, bei dem die lotrecht angeordnete Kurbelwelle nur in einem Hauptlager gehalten ist, das zwischen dem unten liegenden Motor und dem oben liegenden Verdichter angeordnet ist. Von dem unten mit einem Pumpenkonus versehenen und am unteren Ende des Wellenlagers endenden zentrischen Hohlraum führt eine schräg verlaufende Bohrung zu einer schraubenförmigen Schmiernut am Wellenumfang. Dies führt zu einer guten Schmierung dieses Wellenlagers.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine lotrecht angeordnete Kurbelwelle für einen Motorverdichter anzugeben, bei dem der Motor unterhalb des Verdichters angeordnet ist, der zentrische Hohlraum unterhalb des Kurbelzapfens endet und trotzdem eine sichere Schmierung des oberen Wellenlagers gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei unterhalb des Verdichters angeordnetem Motor und bei unterhalb des Kurbelzapfens endendem zentrischen Hohlraum von dem oberen Ende des Hohlraums zwei etwa parallele, im Bereich des oberen Wellenlagers frei ausmündende Kanäle ausgehen, wobei von dem einen Parallelkanal der dem Kurbellager zugeordnete Ausgangskanal abzweigt und der andere Parallelkanal zu dem dem oberen Wellenlager zugeordneten Austrittskanal führt.

Durch die Verwendung zweier oben offener Kanäle schließt sich an den Hohlraum ein System ausreichend großen Querschnitts an, indem dem im Hohlraum nach oben geförderten öl ein nur geringer Widerstand entgegengesetzt wird. Die Aufteilung in zwei etwa parallele Kanäle hat ferner den Vorteil, daß die Förderung zum oberen Wellenlager völlig unabhängig von der Förderung zum Kurbellager ist.

Auf diese Weise ist auch beim Anlauf eine ölförderung zum oberen Wellenlager trotz der verhältnismäßig schwachen Pumpwirkung sichergestellt. Da der Hohlraum unterhalb des Kurbellagers endet, kann ein Kurbelzapfen kleineren Durchmessers verwendet werden. Durch die Aufteilung des anschließenden Fördersystems in zwei Kanäle kann die Querschnittsschwächung im Bereich zwischen Welle und Kurbel kleingehalten werden.

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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist dafür Form aus Fig. 2 ersichtlich ist, so daß er gleichzeitig

gesorgt, daß die beiden Kanäle in einer stirnseitigen ein Gegengewicht zu dem Kurbelzapfen 18 bildet.

Vertiefung ausmünden, von der der dem oberen WeI- Weitere Einzelheiten des Verdichters, wie Ventile,

lenlager zugeordnete Ölaustrittskanal abgeht. Das Zylinderkopf, Schalldämpferräume, Kapsel usw.,

sich in der Vertiefung sammelnde öl kann frei in 5 sind nur angedeutet oder überhaupt nicht dargestellt,

den genannten Ölaustrittskanal abfließen. weil sie für das Verständnis der Erfindung nicht not-

Vorzugsweise schneiden die beiden Kanäle den wendig sind.

Rand des Hohlraumes an. Durch diese Lage können Die Welle 1 besitzt einen sich vom unteren Stirn-

die Kanäle voll mit dem durch Zentrifugalkraft ende nach oben erstreckenden zylindrischen Hohl-

hochgeführten öl gefüllt werden. j ο raum 21, der bis in den Bereich des unteren Wellen-

Vorzugsweise hat das zwischen den Kanälen ver- lagers 9 reicht und nahe seinem oberen Ende einen bleibende Material der Kurbelwelle eine größere Ölaustrittskanal 22 für das untere Wellenlager 9 be-Mindestdicke als der Kanaldurchmesser. Zwischen sitzt. Hieran schließt sich außen eine das Öl abwärts den Kanälen verbleibt daher ein die Welle gegen die fördernde Nut 23 an. Vom äußeren Rand des Hohlauf tretenden Kräfte aussteifender, stabiler Steg. is raums 21 führen zwei senkrechte Kanäle 24 und 25

Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines in nach oben bis in die Aussparung 20. Vom Kanal 24

der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels zweigt am oberen Ende des Kurbellagers ein Ölaus-

näher erläutert. Es zeigt trittskanal 26 ab, an den sich außen eine nach unten

F i g. 1 einen Längsschnitt durch einen Motorver- fördernde Spiralnut 27 anschließt. Der andere Kanal

dichter mit der erfindungsgemäßen Kurbelwelle, 20 25 führt direkt in die Aussparung 20, von der ein Öl-

F i g. 2 eine Draufsicht auf die Kurbelwelle, austrittskanal 28 im Bereich des oberen Wellenla-

Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Welle gemäß gers 10 nach außen führt.

der Linie A-A in Fig. 1, Wie sich aus den Fig. 4 und 5 ergibt, ist die die

Fig. 4 einen Querschnitt längs der LinieB-B in Achsen der Kanäle 24 und 25 durchsetzende Ebene

Fig.3, 25 parallel zur Mittelebene 29 der zentrischen Wellen-

Fig. 5 einen Querschnitt längs der LinieC-C in abschnitte 15 und 18 versetzt. Die Versetzung ergibt

F i g. 3 und sich einerseits daraus, daß die Kanäle durch die Pro-

Fig. 6 bis 8 Querschnitte längs der LinieD-D in jektion der Kurbel 14 auf den Abschnitt 15,.im vor-

Fig. 3 mit verschiedenen Exzentrizitäten der Kurbel. liegenden Ausführungsbeispiel durch den Zwischen-

Der Motorverdichter besitzt eine lotrecht angeord- 30 abschnitt 17 dargestellt, verlaufen müssen. Anderernete Motorkurbelwelle 1 mit unten liegendem Motor, seits sollen die Kanäle am Rand der Bohrung 21 bebestehend aus einem Stator 2 und einem Rotor 3, so- ginnen und einen Materialsteg zwischen sich belas-•wie einem oben liegenden Verdichter, bestehend aus sen, dessen Dicke ihren eigenen Durchmesser übereinem Zylinder 4 und einem Kolben 5. Ein Tragkör- steigt. Aus diesen Bedingungen ergeben sich die in per 6 mit einem unteren Blechteil7 und einem damit 35 den Fig. 6 bis 8 dargestellten Querschnitte in Höhe verlöteten oberen Blechteil8 verbindet den Stator2 der LinieD-D, wobei Fig. 6 ein Ausfuhrungsbeispiel mit dem Zylinder 4. Der Tragkörper 6 trägt auch ein mit einem Kurbelzapfen größter Exzentrizität, F i g. 7 unteres Wellenlager 9 und bildet mit einem Fortsatz eines mit einem Kurbelzapfen mittlerer Exzentrizität ein oberes Wellenlager 10. Dessen Stirnseite ist mit und F i g. 8 eines mit einem Kurbelzapfen kleiner Exeinem Ring 11 aus Lagermetall versehen. Der KoI- 40 zentrizität zeigen.

ben 5 ist gelenkig mit einer Pleuelstange 12 verbun- Zwischen den Kanälen 24 und 25 verbleibt dem-

den, die über einen Kurbellagerring 13 von der Kur- nach ein Steg großer Breite, der die Steifigkeit der

bei 14 der Welle 1 angetrieben wird. Kurbelwelle verbessert. Ferner haben die Kanäle

Die Welle 1 besteht aus einem unteren zylin- einen vergleichsweise kleinen Durchmesser, so daß drischen Abschnitt 15, an den sich unten eine Öl- 45 bei dem Extremfall der Fig.6 sich ein größeres fördervorrichtung 16 mit einem bekannten Hohlko- Trägheitsmoment gegen die Biegebeanspruchung ernus anschließt. Der Abschnitt 15 ist über einen Zwi- gibt als bei einem einzigen Kanal mit gleich großem schenabschnitt 17 mit der Kurbel 14 verbunden. Der Querschnitt, also größerem Durchmesser.
Zwischenabschnitt 17 liegt innerhalb der zylin- Bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel drischen Hüllkurven von Kurbel 14 und Wellenab- 50 besitzt die Kurbelwelle einen Zwischenabschnitt 17, schnitt 15. Er hat eine etwas größere Länge als der der das Einführen der Welle von oben in die drei un-Kurbellagerring 13. An die Kurbel 14 schließt unmit- geteilten Lager 10, 13 und 9 ermöglichen soll. Der telbar ein oberer Wellenzapfen 18 an, der mit einem Erfindungsgedanke läßt sich aber auch auf Kurbel-Flansch 19 endet. Der Wellenzapfen 18 ist im WeI- wellen ohne einen solchen Zwischenabschnitt anwenlenlager 10 gelagert. Die Unterseite des Flansches 19 55 den. Ferner ist es nicht notwendig, daß der obere ruht auf dem Lagerring 11 des Drucklagers. Der Wellenabschnitt 18 einen größeren Durchmesser als Wellenzapfen 18 besitzt eine Aussparung 20, deren der untere Wellenabschnitt 15 besitzt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Lotrecht angeordnete Kurbelwelle für einen Motorverdichter, insbesondere für eine gekapselte Kleinkältemaschine, mit einem unteren und einem oberen Wellenlager und einem dazwischen angeordneten Kurbellager, wobei die Welle einen unten offenen zentrischen Hohlraum aufweist, in dem das öl infolge Zentrifugalwirkung eine Förderwirkung nach oben erfährt und mit dem je in einer Ölaustrittsöffnung zumindest im Bereich des Kurbellagers und des oberen Wellenlagers endende Austrittskanäle verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß bei unterhalb des Verdichters angeordnetem Motor und bei unterhalb des Kurbelzapfens (14) endendem zentrischen Hohlraum (21) von dem oberen Ende des Hohlraums zwei etwa parallele, im Bereich des oberen Wellenlagers (10) frei ausmündende Kanäle (24, 25) ausgehen, wobei von dem einen Parallelkanal (24) der dem Kurbellager zugeordnete Ausgangskanal (26) abzweigt und der andere Parallelkanal (25) zu dem dem oberen Wellenlager zugeordneten Austrittskanal (28) führt.

2. Kurbelwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kanäle (24, 25) in einer stirnseitigen Vertiefung (20) ausmünden, von der der dem oberen Wellenlager zugeordnete Ölaustrittskanal (28) abgeht.

3. Kurbelwelle nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kanäle (24, 25) den Rand des Hohlraums (21) anschneiden.

4. Kurbelwelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zwischen den Kanälen (24, 25) verbleibende Material der Kurbelwelle eine größere Mindestdicke hat als der Kanaldurchmesser.