DE1703627C3 - Lageranordnung für die Kurbelwelle eines Motorverdichters - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lageranordnung für die lotrecht angeordnete Kurbelwelle eines Motorverdichters mit Schubkolben, beidseitig der Kurbel angeordneten Radiallagern und diesen Radiallagern zugeordneten Ausgleichsgewichten sowie einem Axiallager an einer Stirnseite der Kurbelwelle.

Bei einer bekannten Anordnung dieser Art (GB-PS 8 59 924) weist der Verdichter zwei Zylinder mit zugehörigen Kolben auf, die einander gegenüber liegen und von einer gemeinsamen Kurbel angetrieben werden. Der Motor befindet sich oberhalb des Verdichters. Das Axiallager wird dadurch gebildet, daß die untere Stirnseite der Kurbelwelle auf einer Druckscheibe aufsitzt. Das dem oberen Radiallager zugeordnete Ausgleichsgewicht ist am Kiirzschlußring des Motors befestigt. Das dem unteren Lager zugeordnete Ausgleichsgewicht ist oberhalb dieses Lagers an dem zentrischen Endabschnitt der Kurbelwelle befestigt.

Der Schwerpunkt der rotierenden Teile, also Kurbelwelle und Rotor, liegt weit oberhalb des Axiallagers. Daher neigen die rotierenden Teile zum Kippen. Daher muß von den Radiallagern ein entsprechend großes Kippmoment aufgenommen werden. Trotzdem läßt sich eine Taumelbewegung nicht ganz verhindern, insbesondere wenn der Motorverdichter federnd in einer Kapsel aufgehängt ist, wie es bei Kleinkältemaschinen heute durchwegs der Fall ist. Insgesamt ergibt sich eine Maschine, bei der die Taumelbewegung durch Auswuchten nicht zu beseitigen ist Lind infolgedessen Geräusche entstehen und zumindest das obere Radaillager relativ hoch belastet ist.

Be! einem anderen bekannten Motorverdichter (US-PS 32 95 753) weist d?r Verdichter einen Drehkolben auf. Der Motor ist unterhalb des Verdichters angeordnet. Die Kurbelwelle ist beidseitig der Kurbel gelagert. Nahe der oberen Stirnseile ist eine Scheibe an der Kurbelwelle befestig!, die zusammen mit der Stirnfläche des oberen Radiallagers ein Axiallager bildet. Bei dieser Konstruktion sind keine Ausgleichsgewichte vorgesehen. Infolgedessen entsteht ein Unwuchtproblem. das wiederum /u Geräuschen und zu einer hohen Belastung der Radiallager führt.

Bei einem weiteren bekannten Motorverdichter (US-PS 20 35 276) verläuft die Kurbelwelle horizontal. Sie ist beidseitig des Motors gelagert, so dal! der Kurbelzapfen für einen Schubkolben fliegend angeordnet ist. Am Übergang vom Wellenzapfen zum Kurbelzapfen ist eine Scheibe angebracht, die einerseits mit der Stirnseite des benachbarten Radiallagers ein Axiallager bildet und andererseits auf der dem Kurbelzapfen gegenüberliegenden Seite ein Ausgltichsgewicht trägt. Bei dieser Konstruktion werden die Radiallager zusätzlich durch die Gewichtskraft betastet. Die vom Kolben ausgeübte Kraft übt ein Biegemomenl aus, das von beiden Radiallagern abgefangen werden muß. Des weiteren ruft die von der Kurbel und vom Ausgleichsgewicht ausgeübten Zentrifugalkräfte ein Moment hervor, das ebenfalls von den Radiallagern aufgenommen werden :nuB. Diese nutzen sich entsprechend rasch ab. Bei einem federnd aufgehängten Motorverdichter ergibt sich wiederum eine Taumelbe-■ wegung.

Nach einem älteren Vorschlag (DT-PS 17 51 558) ist ein gekapselter Motorverdichter mit senkrechter Wellenanordnung, die ein die Gewichtskräfie aufnehmendes ölgeschmiertes Axiallager und an der oberen Stirnseite wenigstens eine Ölaustrittsöffnung aufweist, und mit einer Schleuderscheibe mit schräg nach oben gehendem Rand, die das austretende ()l an die Kapselwand schleudert, vorgesehen, bei dem an der oberen Stirnseite der Wellenanordnung eine über den Wellenumfang hinausragende Scheibe angebracht ist, die einen Durchbruch für den Ölaustritt aufweist und mit der Unterseite des außerhalb des Wellonumfangs liegenden Teils die erste Gleitfläche des Axiallagers bildet, und bei dem die Schleuderscheibe zum Auffangen des aus dem Axiallager austretenden Öls bis zu einer I lohe unterhalb der Scheibe reicht

Der Erfindung lieg! die Aufgabe zugrunde, eine Lageranordnung der eingangs beschriebenen An anzugeben, bei dem ein ruhiger Lauf und eine entsprechend geringe Belastung der Radiallager sichergestellt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelost, daß der Verdichter oberhalb des Motors angeordnet ist und daß das Axiallager an der oberen Stirnseite der Kurbelwelle sich befindet sowie eine stirnscitig an dem oberen Radiallager anliegende Scheibe aufweist, die auf der der Kurbel gegenüberliegenden Seite das diesem Radiallager zugeordnete Ausgleichsgewicht trägt.

Bei dieser Anordnung liegt der Schwerpunkt der rotierenden Teile weit unterhalb des Axiallagers. Infolgedessen versuchen die rotierenden Teile jeweils selbsttätig in die stabile Mittelage zurückzukehren. Entsprechend gering ist die Taumelbewegung. Eine zusätzliche Belastung der Radiallager erfolgt hierdurch nicht. Die Radiallager werden auch nicht durch die Gewichtskräfte belastet. Die vom Kolben ausgeübten Kräfte werden gleichmäßig auf die beiden in der Kurbel befindlichen Radiallager aulgeteilt, so daß deren Belastung ein Minimum ist. Die Ausgleichsgewichte befinden sich zu beiden Seiten der Kurbel, so daß sich die resultierenden Zentrifugalkräfte im wesentlichen aufheben. Dadurch ergibt sich ein sehr ruhiger Lauf. Darüber hinaus ist das Axiallager einerseits mit dem oberen Radiallager und andererseits mit dem diesem Radiallager zugeordneten Ausgleichsgewicht kombiniert, so daß sich eine sehr gedrungene Bauform ergibt. Der Schwerpunkt dieses Ausgleichsgewichts hat einen verhältnismäßig großen Abstand von der Wellendreh-

achse. Infolgedessen genügt ein verhältnismäßig kleines Gewicht. Das Ausgleichsgewicht kann unmittelbar durch einen an der Axiallagerscheibe ausgebildeten Teilring bestehen. Eine Anpassung des Ausgleichsgewichts an die gegebenen Verhältnisse kann durch Wahl der lücke der Scheibe oder durch Anbringung weiterer Ringabsehnille am Teilring erfolgen.

Mit besonderem Vorteil ist außerhalb des oberen Radiallagers ein Ringraum vorgesehen, in den das diesem Radiailager zugeordnete Ausgleichsgewicht greift. Auf diese Weise wird auch bei größerer; Ausgleichsgewichten axiale Baulänge gespart. Des weiteren ist die Ausgleichsgewichtsanordnung mechanisch gut geschützt.

tin Ausführungsbei.spiel dei !■ ι findung v.ird nächste heiid im Zusammenhang mn der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. I einen Längsschnitt durch einen Motorverdichter mit der erlindungsgcinäüen Lageranordnung.

F i g. 2 einen /entrischen Teihchnitt durch cJj¹· ■ ixrc Ende des Motorverdichters in einei mit Bezug aul J-" i g. I senkrechten Ebene.

F i g. S eine Ansicht von unten auf die benutzte Schleuderscheibe.

F ι g. 4 eine Ansicht von unten auf die verwendete \\iallagerseheibe und

F i g. 5 einen Sv. 11 längs der Linie A-A ■-. Fig. I durch die Molorkurbeiw ulle.

Der Motorverdichter ist über nicht veranschaulichte Federn in einer Kapsel I aufgehängt. Im Linieren Teil der Kapsel befindet sich ein Ölsumpf 2. In diesen Sumpf taucht ein Ölförderrohr 3, dessen unteres Ende als tlohlkonus 4 ausgebildet ist. Das Förderrohr 3 ist in einer Bohrung 5 einer Kurbelwelle 6 eingeprel.it, die über eine Kurbel 7. ein Kurbellager 8 und eine Pleuelstange 9 einen nicht veranschaulichten Verdichterkolben antreibt. Die Kurbelwelle 6 ist in einem unteren Radiallager 10. das im Motortragkörper 11 ausgebildet ist, und in einem oberen Radiallager 12. das in einem Einsatz (3 im Tragkörper Il ausgebildet ist, gehalten. Ein Axiallager 14 wird durch die Unterseite einer an der Stirnseite der Kurbelwelle 6 befestigten Scheibe 15 in Verbindung mit der Stirnseite des oberer. Radiallagers 12 gebildet. Darüber befindet sich vine Schleuderscheibe 16. Beide Scheiben 15 und 16 sind mittels einer Schraube 17 lösbar an der Kurbelwelle 6 befestigt und mit Hilfe eines Zapfens 18 gegen Drehung gesichert. Der Motor besteht aus einem mit dem Tragkörper H verbundenen Stator 19 und einem mit der Welle verbundenen Rotor 20. Die nach oben gezogene Wand 21 des Tragkörpers 11 bildet zusammen mit dem Einsatz 13 Schalldämpfcrkammern 22.

Das vom Rohr 3 geförderte Öl steigt im Hohlraum 5 der Welle 6 nach oben; ein Teil wird über eine Bohrung 23 zur Schmierung des unteren Radiallagers 10 abgezweigt. Der Rest gelangt über drei achsparallele Bohrungen 24, 25 und 26 deren Lage aus F i g. 5 zu ersehen ist, weiter nach oben. Über eine Querbohrung 27 wird Öl zur Schmierung des Kuroellagers 8 abgezweigt. Das aus den drei Bohrungen 24, 25 und 26 austretende öl gelangt in einen Durchbruch 28 der Scheibe 15. Von dort kann öl über eine radial gerichtete Nut 29 auf die Fläche des Axiailagers 14 an dtr Urr.erseiie der Scheibe 15 verteilt werden. Das restliche öl gelangt über einen Randausschnitt 30 in der Schleuderscheibe zu deren Rand 31 und wird von der Kante 32 an die Kapselwand geschleudert.

Die Schleuderscheibe 16 besazi. v. ie Fig i zeigt, lediglich über etwas weniger als die Halite ihres limfangs einen schräg nach oben ragenden Rand 31. und zwar uui derselben Seite, wo die drei Bohrungen 24, 25 und 26 aus der Stirnseile der Welle 6 austreten. Die ijiiiere Kante 33 des Randes 31 befindet sich unterhalb de Unterseite 14 der Scheibe 15. Die Kante 32 befinde! sicn oberhalb der Stirnseite der Welicnanordrmng. als'· des Ausschnitts 30 der Schleuderscheibe 16 und au'.h oberhalb der oberen Stirnseite des Trüg'k'-rpers Il

; Infolgedessen wird auch das Öl. das im Bereich des Axiallagers austritt, obwohl dieser Punkt unterhalb der Tragkörperstirnlläche liegt, aufgefangen und an die Kapselwand transportiert.

Die Scheibe 15 ist auf der der Kurbel 7 gegenüberlie-

; genden Seite mn einem zusätzlichen Teilring 34 versehen, an welchen außerdem cn weiterer Ruigabschniit 35 mittels Niete:: 56 angebracht ist.

Der Anschaulichkeit hdiber ; :ri F i g. 2 einer der Nieie 36 j'eschn · -en. Rings um das obere Radiailager 12

.· befindet sich ein Ringsum 37. Im diesen Ringraum kann nicht nur dei vv. ■ ;.nsi.haulichiv eine weitere Ringjbsiliiiitt 35, sondern gegebenenfalls auch noch ein /weiter untergebrach! werdcr is ist deutlich, daß diese Hingabschnitte Jem Rand Ji der Schleuderscheibe

, genau gegenüberliegen, beide Teile also nicht miteinander kollidieren.

Hin weiteres Ausgleichsgewicht 40 wird dadurch gebildet, daß der obere Kurzschlußring 39 des Rotor· 20 über die Hälfte seines Umfangs ai.-! der der Kerbe!

• gegenüberliegenden Seite mit einer Vergrößerung versehen ist. Aul diese Weise befinde! sich oberhalb und unterhalb der Kurbel 7 je ein Ausgleichsgewicht, so daii die Anordnung eine außerordnetiich kleine Unwucht hat.

; Die Scheibe 15 kann nach dem Zusammenbau des Motorverdichters angebracht werden. Es bereitet keine Schwierigkeiten, durch Hinzufugen von Zusatzgewichten oder durch Austausch mit einer anderen Scheibe eine optimale Atiswuchtung zu erzielen.

Bei der Montage wird das Kurbellager von unten her auf die Kurbelwelle 6 geschoben und in dem unterhalb der Kurbel 7 befindlichen Halsabschnitt radial so weit versetzt, daß es auf die Kurbel geschoben werden kann. Dann wird die Kurbelwelle von oben auf den

, Tragkörper 11 gesetzt und der Rotor 21 von unten aufgepreßt. Nunmehr wird von oben der topfförmige Einsatz 13 in den Tragkörper ! 1 gepreßt und schließlich die Lagerscheibe 15 und die Schleuderscheibe 16 oben festgeschraubt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Lageranordnung für die lotrecht angeordnete Kurbelwelle eines Motorverdichters mil Schubkolbcn. beidseitig der Kurbel angeordneten Radiallagern und diesen Radiallagern zugeordneten Ausgleichsgewichten sowie einem Axiallager an einer Stirnseite der Kurbelwelle, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdichter oberhalb des Motors (19, 20) angeordnet ist und daß das Axiallager an der oberen Stirnseite der Kurbelwelle (6) sich befindet sowie eine stirnseitig an dem oberen Radiallager (t2) anliegende Scheibe (16) aufweist, die auf der der Kurbel (7) gegenüberliegenden Seite das diesem Radiallager zugeordnete Ausgleichsgewicht (34,35) trägt.

2. Lageranordnung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb des oberen Radiallagers (12) ein Ringraum (37) vorgesehen ist, in den das diesem Radiallager zugeordnete Ausgleichsgewicht (34,35) greift.