DE2134206A1

DE2134206A1 - Axialkolbenkompressor

Info

Publication number: DE2134206A1
Application number: DE19712134206
Authority: DE
Inventors: Rudi χ 9364 Großolbersdorf Löschner
Original assignee: VEB Monsator Haushaltgroßgerätekombinat Schwarzenberg Betrieb DKK Scharfenstein, χ 9366 Scharfenstein
Priority date: 1971-02-17
Filing date: 1971-07-09
Publication date: 1972-08-24
Also published as: BG21042A3; SU462349A3; CS160051B2

Description

Axialkolbenkompressor Die Erfindung betrifft einen Axialkolbenkompressor, insbesondern ftir Kältemaschinen.
Es sind Axialkolbenkompressoren bekannt, bei denen ein Kolben mit dessen zur Motorwelle hin abgerundeten Ende mittels Druckfedern kraftschlüssig mit einer auf der Motorwelle angebraehten Scheibe, deren Oberfläche eine schiefe Ebene bildet, verbunden ist und durch Punktbertihrung auf dieser gleitet. Dabei ist die Druckfeder, der Hubfrequenz entsprechend, kräftig ausgeführt.
Kolben und Motorwelle sind achsparallel angeordnet. Weiterhin ist eine raumsparende Ausführung eines Axialkolbenkoapressors bekannt, dessen Motor einen relativ kleinen Durchmesser besitzt. Es ist weiterin bekannt, daß verschiedenke Leistungen mit dea gleichen Zylinder erzielt werden können, wenn dieser mittels Schlitzlöcher radial verschiebbar auf dem Lagerschild angeordnet ist, wobei duroh die Änderung des Abstandes von Zylinder- und Wellenachse eine Hubveränderung erreicht wird.
Die bekannten Ausführungen weisen die Nachteile auf, daß durch Verwendung einer kräftigen Druckfeder Leistungsverluste entstehen, wobei insbesondere bei Punktberührung des auf der schiefen Ebene gleitenden Kolbens ein hoher Verschleiß am abgerundeten Ende des Kolbens auftritt. Durch die achsparallele Anordnung des Kolbens und der Motorwelle entsteht beim Arbeitshub durch den auftretenden hohen Druck des Kolbens auf der sohiefen Ebene ein nachteiliges Abgleiten, wodurch der Kolben verkantet und dadurch ein erhöhter Verschleiß und eine Verminderung der Lebensdauer auftritt.
Durch die Anordnung der schiefen Fläche auf dem Ende der Motorwelle über dem Lagerschild entsteht eine relativ große Bauhöhe das Kompressors.
Bei Verwendung raumsparender kleinerer Motorendurchmesser besteht der Nachteil, daß die Schwungsmasse des Motorläufers verringert werden muS und dabei ein schlechter elektrischer Wirkungsgrad entsteht. Die Anbringung von Schlitzlöchern zwecks Verschiebung des Zylinders auf dem Lagerschild, welche bei der Montage durch Scheiben abgedeckt werden müssen, ist mit relativ großem Fertigungsaufwand, insbesondere bei spangebender Bearbeitung, verbunden.
Zweck der Erfindung ist es, unter Vermeidung der aufgeführten Mängel einen Axialkolbenkompressor zu schaffen, der bei ntsprechender Auslegung für alle erforderlichen Leistungsbereiehe eingesetzt werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Verwendung in einem großen Toleranzbereich liegender einfacher und kleiner Bauteil und mittels einer neuartigen Ausgestaltung der für die gleitende Bewegung des Kolbens erforderlichen schiefen Fläche, einen Kompressor für Ein- und Mehrzylinderausführung herzustellen.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Hubbewegung des Kolbens im Zylinder mittels einer am Motorläufer innerhalb des Zurzschlußranges angebrachten rotierenden schiefen fläche bzw. durch Ausbildung des Kurzschlußringes als schiefe fläche erreicht wird. Dabei ist auf der schiefen fläche eine durch einen Haltebolzen leicht drehbar gehaltene, mit des Kolben mittels einer Kugel oder Kreuzgelenk verbundene Scheibe angeordnet, um die sioh während der Drehung des Iotorläufers ständig ändernde Winkellage zur Wellenachse auszugleichen und die kraftschlüssige Verbindung in beiden Bewegungsrichtungen des Kolbens herzustellen. Die Scheibe ist zweckmäßigerweise in der Mitte mit einem Langloch versehen, durch welohes der Haltebolzen gesteckt wird und die Scheibe mit der schiefen fläche gleitend verbindet. Eine in der Scheibe befindliche, als Kugelpfanne ausgebildete Vertiefung niat die am Kolben befindliche Kugel auf und bildet damit in Richtung der Hubbewegung des Kolbens ein Gelenk. Für die Rückholung des Kolbens ist auf der Scheibe ein die Kugel oberhalb der horizontalen Achse umschließendes Gegenstück in Porm einer 'Brüoke befestigt, welches zur Ausgleichung von Fertigungstoleranzen federnd gehalten werden kann. Die Feder liegt dabei entweder direkt an der Kugel an, oder drückt einen die Kugel umschließenden Ring gegen diese.
Der durch die Scheibe gesteckte Haltebolzen verhindert bis Saughub ein Abheben der Scheibe in axialer Richtung und ein radiales Abgleiten.
Vorteilhafterweise können zum Ausgleich von Fertugungstoleranzen und zur Erreichung eines guten Gleitsitzes zwischen dem Kopf des Haltebolzens und der Scheibe eine Feder und Gleitring angebracht werden.
Durch die in der Motorwelle befindliche Ölförderbohrung wird öl an dio Wellenlager gebracht. Von einen oberhalb der Motorwelle befindlichen Hohlraum wird äber schräg nach außen angeordnete Ölbohrungen in das pendelnde axiallager und das Kolbengelenk Schmieröl gefördert. Das dabei austretende Spritzöl gelangt in die Zylinderbohrung und gewährleistet eine ausreichende Sehmierung des Zylinders. Zwecks Ableitung des mit dem Ölstrom angesaugten Gases ist der in den Hohlrad der Läufers ragende Haltebolzen in Aehsriohtung mit einer Gasbohrung versehen.
Gemäß der erfinderschen Lösung vorlaufen die Achsen des Zylinders und der Motorwelle nicht parallel, um zu erreichen, daß bei relativ hohem Kolbendruck auf der schiefen Fläche eine geringe Ableitkraft entsteht und die Verkantungskräfte des Kolbens sehr gering sind.
Die Achse des Zylinders muß dabei Bo verlaufen, daß diese bei hohem Kolbendruck annähernd senkrecht zur schiefen Fläche steht, um die schiefe Fläche optimal klein eu halten und dadurch die Umfangsgeschwindigkeit und die auftretenden Gleitverluste weitegehend zu vermindern. Um den auftretenden Reibungskräften weiter entgegenzuwirken, ist vorteile hafterweise die auf der schiefen Fläche gleitende Scheibe zur Erreiehung einer minimalen Aufgefläche mit Aussparungen versehen.
Durch geringe Radialverschiebungen des Zylinders, die ohne besondere Lang löcher erfolgen kann, wird der Kolben auf den optimalen schädlichen Raum eingestellt.
Der Kurzschlußring des Motorläufers und die schiefe Fläche bilden zweckmäßigerweise ein Teil. Auf der schiefen Fläche kann eine Gleitplatte bzw. ein Ring für ein Axiallager angeordnet sein.
Die Vorteile der Erfindung bestehen neben der Erweiterung des Anwendungsbereiches in der einfachen Herstellung kleiner Bauteile mit verhältnismäßig großen Toleranzen, einer sicheren und verschleißarmen Funktion des Kompressors, der leichten Montage, der Bestimmung der Abmessungen der Kompressorkapsel durch die niedrige Bauhöhe und in den durch den möglichen größeren Motordurchmesser verbesserten elektrischen Wirkungsgrad.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen: Fig. 1: einen Längsschnitt durch den Axialkolbenkompressor Fig. 2: das Kugelgelenk mit Ring und Feder Die Welle 1 mit Motorläufer 3 wird im Lagerschild 2 einsteckbar aufgenommen. Das Lagerschild 2 ist mit dem Motorständer 4 verbunden. Im Kurzschußring 5 befindet sich die schiefe Fläche 6 mit den Ölohrungen 7, durch die Schmieröl aus dem Hohlraum 10 des Motorläufers 3 in die Lager geleitet wird.
In der Mitte der schiefen Fläche 6 ist der mit einer Gase bohrung 9 versehene Haltebolzen 8 angeordnet, duroh die das im Ölstrom mitgeführte Gas in den Kapselraum entweichen kann.
Zwischen der rotierenden schiefen Fläche 6 ist eine als Bewegungselement für den Kolben 14 ausgebildete Scheibe 11 angeordnet. In einer Vertiefung der Scheibe 11 wird im entsprechenden Achsabstand, der in Verbindung mit dem Winkel der schiefen Fläche 6 den Bub des Kolbens 14 bestimmt, die Kugel 15 aufgenommen. Die Gegenschale 16, die oberhalb der horizontalen Achse der Kugel 15 diese umfaßt, ist zur Erreichung einer kraftschlüssigen Verbindungen an der Scheibe 11 befestigt. Um die Teile im größeren Toleranzbereich fertigen zu können, kann anstelle der Gegenschale 16 ein Ring 17 zur Anwendung kommen. Mittels der Federn 18 und 19, die auf der Scheibe 11 befestigt sind, wird die Kugel 15 durch den Ring 17 gehalten. Es besteht dabei außerdem die Mögliehkeit, die Federn 18 und 19 ohne Verwendung des Ringen 17 direkt an der Kugel 15 anliegen zu lassen.
In dem Zylinder 13, der am Motorständer 4 mittels Schrauben 12 befestigt ist, ist eine Druckschalldämpferkammer 20 und eine Saugschalldämpferkammer 21 angeordnet. Beide Schalldämpferkammern sind beispielsweise duroh Platten 22 und 23, die mittels Schrauben 24 mit da Zylinder 13 verbunden sind, verschlossen. Die Ventilsitzplatte 25 und der Zylinderkopf 26 sind in bekannter Weise mittels Schrauben 27 mit dem Zylinder 13 verschraubt und duroh Bohrungen 28 mit den Schalldämpferkammern verbunden.

Claims

Patentansprüche

Axialkolbenkompressor insbesondere für Kältemaschninen, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (14) mit einer rotierenden schiefen Fläche (6) eines Motorläufers (3) in beiden Bewegungsrichtungen mittels einem Kugelgelenk oder einem Kreuzgelenk über eine gleitende Scheibe (11) kraftechlüssig verbunden ist, wobei die Achse des Zylinders (13) nicht parallel zur Achse der Welle (1) angeordnet ist.
2. Axialkolbenkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aohae des Kolbens (14) beim Komprossionshub im relativ hohen Druckbereich annähernd senkrecht zur schiefen Fläche (6) steht.
3. Axialkolbenkompressor nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die schiefe Fläche (6) einen Winkel < 45 4 bezogen auf die horizontale Achse der Welle (1) aufweist.
4. Axialkolbenkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der schiefen Fläche (61 und der Scheibe (11) ein Axialkugellager mit der Radialbewegung entsprechenden Gleitbahnen angeordnet ist.
5. Axialkolbenkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die am Kolben (14) befestigte Kugel (15) mittels eine oberhalb der horizontalen Achse der Kugel (15) angeordneten Ringes (17) durch Federn (18; 19) in einer Vertiefung der Scheibe (11) gehalten wird.
6. Axialkolbenkompressor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die am Kolben (14) befestigte Kugel (15) oberhalb deren horizontalen Achse durch Federn (18p 19) in der Vertiefung der Scheibe (11) gehalten wird.
7. Axialkolbenkompressor nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Kolben (14) verbundene Scheibe (11) Aussparungen an der Gleitfläche aufweist.
8. Axialkolbenkompressor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (14) mit der gleitenden Scheibe (11) pendelnd verbunden ist.
9. Axialkolbenkompressor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (11) im Mittelpunkt der schiefen Fläche (6) des Motorläufers (3) mittels eines Haltebolzens (8) gleitend gehalten wird.
10. Axialkolbenkompressor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem topf des Haltebolzens (8) an der Scheibe (11) ein federndes Element angebracht ist.
11. Axialkolbenkompressor nach Anspruch 10, dadurch gekenseichnet, daß in einem zwischen dem Ende der Welle (1) und dem Motorläufer (3) befindlichen Hohlraum (10), ausgehend von der schiefen Fläche (6), schräg angeordnete Ölbohrungen (7) münden.
12. Axialkolbenkompressor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der im Mittelpunkt der schiefen Fläche (6) befindliche, in den Hohlraum (10) hineinragende Haltebolzen (8) mit einer Gasbohrung (9) versehen ist.