DE2166918C3

DE2166918C3 - Piston refrigerant compressors

Info

Publication number: DE2166918C3
Application number: DE19712166918
Authority: DE
Inventors: Frederick Ernest Sherman Tex. Pokorny (V.St.A.)
Original assignee: John E Mitchell Co
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 1971-07-30
Filing date: 1971-11-22
Publication date: 1978-11-23
Also published as: JPS5439208A; DE2166918A1; DE2166918B2; DE2157816A1; JPS544083B1; DE2157816B2; JPS5166511A; JPS567064B2

Description

Die Erfindung betrifft einen Kältemittel-Xolbenverdichter, bei dem im Strömungskreis des Schmiersystems im gasförmigen Kältemittelstrom mitgeführtes öl verwendet wird, mit einem in einem Gehäuse eingeschlossenen Taumelscheibenantrieb, einem an das Gehäuse angrenzenden Zylinderblock, in dem wenigstens eine axial zur Antriebswelle angeordnete Kolben-Zylindereinheit vorgesehen ist, wobei die Zylinder mit dem Gehäuseinnenraum in offener Verbindung stehen, und mit einem Zylinderkopf, in dem eine für alle Zylinder gemeinsame Ansaugkammer und eine für alle so Zylinder gemeinsame Auslaßkammer geformt sind, die jeweils über Ventile mit den einzelnen Zylindern verbunden sind.The invention relates to a refrigerant piston compressor, in which in the flow circuit of the lubrication system in the gaseous refrigerant flow entrained oil is used, with one in a housing enclosed swash plate drive, a cylinder block adjoining the housing, in which at least one piston-cylinder unit is provided axially to the drive shaft, the cylinders with the interior of the housing are in open connection, and with a cylinder head in which one for all Cylinders common suction chamber and an exhaust chamber common to all so cylinders are formed, the are each connected to the individual cylinders via valves.

Derartige KiItemittel-Kolbenverdichter werden vorzugsweise in Fahrzeug-Klimaanlagen verwendet und müssen daher kompakt und einfach aufgebaut sein. Nach dem Stand der Technik ist ein Kältemittel-Kolbenverdichter der genannten Art aus der US-PS 52 886 bekannt, dessen bewegliche Teile nur durch den im Kältemittel mitgeführten ölnebel geschmiert werden. Das mit öl angereicherte Kältemittel wird dabei aus der Ansaugkammer direkt durch hierzu vorgesehene öffnungen in das Innere des Antriebsgehäuses eingebracht und an die bewegten Teile des Taumelscheibenantriebs geführt. Damit hierbei eine hs ausreichende Schmierung des Antriebs des Kolbenverdichters auch bei höheren Drehzahlen sichergestellt ist, muß die Menge des als ölnebel im KältemittelSuch refrigerant reciprocating compressors are preferably used in vehicle air conditioning systems and must therefore be compact and simple. According to the prior art, a refrigerant reciprocating compressor of the type mentioned is from US Pat 52 886 known whose moving parts are only lubricated by the oil mist entrained in the refrigerant will. The refrigerant enriched with oil is transferred directly from the suction chamber to this provided openings are introduced into the interior of the drive housing and to the moving parts of the Swashplate drive out. So that an hs Sufficient lubrication of the piston compressor drive is ensured even at higher speeds, must be the amount of oil mist in the refrigerant mitgeführten Schmiermittels in einem gewissen Verhältnis zur Drehzahl des Antriebs des Kolbenverdichters stehen. Je höher die Geschwindigkeit ist, desto höher muß auch die Schmiermiltelkonzentration im Kältemittel gewählt werden. Nachteilig ist hierbei, daß die Konzentration des Schmiermittels im Kältemittel die Wirksamkeit des Kältemittels stark beeinflußt, daß also die Kühlwirkung des Kältemittels durch einen hohen Gehalt an Schmiermittel stark beeinträchtigt wird. Die Erfordernisse der Schmierung dieses Kolbenverdichters einerseits und der Kälteerzeugung andererseits stehen sich also bei diesen nach dem Stand der Technik bekannten Kältemittel-Kolbenverdichter entgegen. Entweder muß — bei geringer Schmiermittelkonzentration im Kältemittel — die erforderliche Schmierung vernachlässigt werden, oder es wird — bei hoher SchmiermittelkoRzentration im Kältemittel — ein geringer Kühlwirkungsgrad des Kolbenverdichters in Kauf genommen.entrained lubricant are in a certain ratio to the speed of the drive of the reciprocating compressor. The higher the speed, the more The lubricant concentration in the refrigerant must also be higher. The disadvantage here is that the concentration of the lubricant in the refrigerant has a strong influence on the effectiveness of the refrigerant so the cooling effect of the refrigerant is greatly impaired by a high content of lubricant will. The requirements of the lubrication of this reciprocating compressor on the one hand and the generation of cold on the other hand are therefore with these according to the state of the Technology known refrigerant reciprocating compressor. Either - if the lubricant concentration in the refrigerant is low - the required Lubrication can be neglected, or - if the lubricant concentration in the refrigerant is high - a low cooling efficiency of the reciprocating compressor accepted.

Weiter ist es nach dem Stand der Technik, beispielsweise aus der US-PS 17 31 774 bekannt, die Schmierung der bewegten Teile einer Kolbenpumpe unter Ausnutzung der zwischen der Ansaugkammer der Pumpe und dem Kurbelgehäuse auftretenden Druckdifferenz zu bewirken. Dabei wird aus einem, mit dem Kurbelgehäuse in Verbindung stehenden ölvorratsbehälter über eine Steigleitung und ein Drosselventil das Schmiermittel direkt in die Ansaugkammer der Kolbenpumpe eingesprüht Die Rückführung des Schmiermittels in den Vorratsbehälter erfolgt über das im Kolben vorgesehene Ventil und über das mit dem Vorratsbehälter in Verbindung stehende Kurbelgehäuse.It is also known from the prior art, for example from US Pat. No. 1,731,774 Lubrication of the moving parts of a piston pump using the between the suction chamber of the Pump and the crankcase occurring pressure difference to cause. One, with the The oil reservoir connected to the crankcase via a riser and a throttle valve Lubricant sprayed directly into the suction chamber of the piston pump The return of the Lubricant in the reservoir takes place via the valve provided in the piston and via the one with the Reservoir related crankcase.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, einen Kältemittel-Kolbenverdichter der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem auf konstruktiv einfache Weise eine gute Schmierung der bewegten Teile bei hoher Drehzahl sichergestellt wird und zugleich eine optimale Kühlwirkung des Kältemittels erhalten bleibt.The object on which the invention is based is to develop a refrigerant reciprocating compressor of the initially mentioned to create mentioned type, in which a good lubrication of the moving in a structurally simple way Parts is ensured at high speed and at the same time an optimal cooling effect of the refrigerant preserved.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß der Strömungskreis des Schmiersystems einen im Antriebsgehäuse vorgesehenen ölsumpf aufweist, der mit dem Taumelscheibenantrieb in Kontakt steht, daß die Teile des Taumelscheibenantriebs an den zueinander beweglichen Flächen Schmierspalte aufweisen, die über einen Rückführkanal mit der Ansaugkammer verbunden sind, daß ein direkt vom Inneren des Antriebsgehäuses zur Ansaugkammer führender Nebenschlußkanal vorgesehen ist, und daß der Strömungskreis des Schmiersystems durch eine Vorbeiblas-Schmierung des Kolbens im Zylinder geschlossen ist.To solve this problem it is provided according to the invention that the flow circuit of the lubrication system has an oil sump provided in the drive housing has, which is in contact with the swash plate drive that the parts of the swash plate drive on the mutually movable surfaces have lubrication gaps, which via a return channel with the Suction chamber are connected that a directly from inside the drive housing to the suction chamber leading bypass channel is provided, and that the flow circuit of the lubrication system through a Blow-by lubrication of the piston in the cylinder is closed.

Dabei wird das im Kältemittel in der Ansaugkammer mitgeführte öl während des Ansaughubes des Kolbens in den Zylinder eingesaugt Während des nachfolgenden Kompressionshubes, wenn der Druck in der Kompressionskammer wesentlich höher ist als der Druck im Antriebsgehäuse, wird ein Teil des gasförmigen Kältemittels zusammen mit dem mitgeführten öl durch die sog. »Vorbeiblasschmierung« an den Kolben bzw. an den Kolbenringen vorbei in das Antriebsgehäuse gedruckt und auf die bewegten Teile des Antriebs aufgebracht. Ein Teil der zugeführten ölmenge wird durch die Zentrifugalkräfte an den rotierenden Teilen des Antriebs abgeschleudert und fließt in den im Gehäuse vorgesehenen ölsumpf. Der restliche Teil des Schmiermittels wird zusammen mit dem KältemittelThe oil carried along in the refrigerant in the suction chamber is released during the suction stroke of the piston sucked into the cylinder during the subsequent compression stroke, when the pressure in the compression chamber is significantly higher than the pressure in the Drive housing, a part of the gaseous refrigerant is carried through together with the oil the so-called "blow-by lubrication" past the piston or the piston rings into the drive housing printed and applied to the moving parts of the drive. Part of the amount of oil supplied is is thrown off by the centrifugal forces on the rotating parts of the drive and flows into the im Housing provided oil sump. The remaining part of the lubricant is used along with the refrigerant

wegen der zwischen dem Antriebsgehäuse und der Ansaugkammer bestehenden Druckdifferenz durch die Schmierplatte in eine Sammelkammer und von dort durch den Rückführkanal zur Ansaugkammer zurückgeführtbecause of the between the drive housing and the Suction chamber existing pressure difference through the lubrication plate into a collection chamber and from there returned through the return duct to the suction chamber

Damit insbesondere bei hohen Drehzahlen der Taumelscheibenantrieb nicht übermäßig mit dem ölsumpf in Kontakt gerät, ist insbesondere vorgesehen, daß der Strömungskreis des Schmiersystems zusätzlich einen direkt vom Inneren des Antriebsgehäuses zur Ansaugkammer führenden Nebenschlußkanal aufweist Durch diesen Nebenschlußkanal wird gemäß der Erfindung erreicht, daß bei Überschreiten einer vorgegebenen Schmiermittelmenge im ölsumpf das überschüssige Schmiermittel direkt in die Ansaugkammer abgeleitet wird, so daß eine Überhitzung des Kompressors infolge der mechanischen Wechselwirkung von ölsumpf und rotierenden Teilen vermieden wird. Gleichzeitig wird dabei sichergestellt, daß dennoch eine ausreichende Schmierung erfolgtIn order for the swash plate drive not to be excessively with the, especially at high speeds comes into contact with the oil sump, it is particularly intended that the flow circuit of the lubrication system also has one directly from the inside of the drive housing to Has a shunt channel leading through this shunt channel according to the Invention achieves that when a predetermined amount of lubricant is exceeded in the oil sump excess lubricant is diverted directly into the suction chamber, so that overheating of the Compressor avoided due to the mechanical interaction of the oil sump and rotating parts will. At the same time it is ensured that there is sufficient lubrication

Der erfindungsgemäße Kolbenverdichter weist also einen in sich geschlossenen Strömungskreis des Schmiermittels auf. Die Schmiermittelkonzentration ist im Antriebsgehäuse sehr hoch, wie es für eine ausreichende Schmierung bei hohen Drehzahlen erforderlich ist Im Antriebsgehäuse wird nämlich nicht nur die aus den Kompressionszylindern durch Vorbeiblasschmierung gelieferte ölmenge zur Schmierung verwendet, sondern zusätzlich auch öl, das durch die rotierenden Teile des Antriebs aus dem ölsumpf hochgespritzt und feinverteilt an die zueinander bewegten Flächen gebracht wird Dennoch ist die Schmiermittelkonzentration im Kältemittel, das aus dem Antriebsgehäuse abströmt, sehr gering, da durch die Zentrifugalkräfte an den rotierenden Antriebsteilen eine sehr wirksame Abscheidung des Schmiermittels aus dem Kältemittel gewährleistet ist Das zur Ansaugkammer rückgeführte Kältemittel ist also verhältnismäßig arm an Schmiermittel, wie es zur Erzielung eines guten Kühlwirkungsgrades erforderlich ist Gemäß der Erfindung sind also gewissermaßen der Kühlkreislauf und der Strömungskreis des Schmiersystems getrennt Die Schmiermittelkonzentration im Kühlsystem ist beträchtlich geringer als die im für die Schmierung verantwortlichen Abschnitt dem Antriebsgehäuse. Als besonderer Vorteil ergibt sich, daß der Schmiermittelkreislauf allein durch die Ausnutzung des Druckgefälles zwischen der Ansttugkammer und dem Antriebsgehäuse aufrechterhalten wird. Das Schmiersystem kommt also ohne zusätzliche bewegte Teile aus, der Kolbenverdichter kann also kompakt und einfach aufgebaut werden.The piston compressor according to the invention thus has a closed flow circuit of the Lubricant on. The concentration of lubricant in the drive housing is very high, as it is for a Sufficient lubrication at high speeds is required in the drive housing is not only the amount of oil delivered from the compression cylinders by blow-by lubrication is used for lubrication, but also oil that is passed through the rotating parts of the drive from the oil sump sprayed up and finely distributed to each other Moving surfaces is still brought out by the lubricant concentration in the refrigerant flows from the drive housing, very little, because of the centrifugal forces on the rotating drive parts a very effective separation of the lubricant from the refrigerant is guaranteed. The refrigerant returned to the suction chamber is therefore proportionate poor in lubricant, as is necessary to achieve a good cooling efficiency. According to the invention, the cooling circuit and the Separate lubrication system flow circuit The concentration of lubricant in the cooling system is considerably lower than that in the lubrication system responsible section of the drive housing. A particular advantage is that the lubricant circuit is created solely by utilizing the pressure gradient is maintained between the actuation chamber and the drive housing. So the lubrication system is coming without additional moving parts, so the piston compressor can be built compactly and simply.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Nebenschlußkanal durch eine Querschnittseinschnürung kalibriert und mit dem Strömungskreis derart abgestimmt ist, daß der Schmiermittelpegel im ölsumpf begrenzt ist. Durch diese Maßnahme ist es auf mechanisch-konstruktiv sehr einfache Weise möglich, das Betriebsverhalten des Kompressors auf den jeweils vorgesehenen Drehzahlbereich abzustimmen.According to a particularly preferred embodiment it is provided that the shunt channel through a cross-sectional constriction is calibrated and coordinated with the flow circuit in such a way that the lubricant level in the oil sump is limited. Through this Measure, it is possible in a very simple mechanical and constructive manner, the operating behavior of the Compressor to match the intended speed range.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigtThe invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment with reference to the drawing; it shows

F i g. 1 eine Stirnansicht eines Ausführungsbeispiels des Kolbenverdichters, wobei die Antriebswelle und die benachbarte Rückführleitung dargestellt ist,F i g. 1 is an end view of an embodiment of the reciprocating compressor, wherein the drive shaft and the adjacent return line is shown,

F i g. 2A eine Schnittansicht entlang der Linie ΪΑ-ΪΑ der F i e. 1. in der der innere Aufbau des Kolbenverdichters dargestellt ist,F i g. 2A is a sectional view taken along line ΪΑ-ΪΑ of FIG . 1. which shows the internal structure of the reciprocating compressor,

F i g. 2B einen Teilschnitt entlang der Linie 2B-2B der F i g. 1 und F i g. 3 die rückwärtige Stirnansicht des KolbenverF i g. FIG. 2B shows a partial section along the line 2B-2B of FIG. 1 and F i g. 3 the rear end view of the piston valve dichtere.denser.

Wie in der Zeichnung dargestellt, weist der Kolbenverdichter 10 einen einstückigen, im wesentlichen zylindrischen Gehäuseaufbau 12 auf, dessen eines Ende als Zylinderblock 12Λ und dessen anderes Ende alsAs shown in the drawing, the Piston compressor 10 has a one-piece, substantially cylindrical housing structure 12, one of which End as cylinder block 12Λ and its other end as hohles Antriebsgehäuse 12ßausgebi!det isthollow drive housing 12ßausgebi! det

Das hohle Antriebsgehäuse 120 ist durch einen mittels einer Anzahl von Kopfschrauben 14Λ und Schraubbolzen 15 befestigten Frontdeckel 14 verschlossen; am Zylinderblock 12Λ ist eine Ventilplatte 18 undThe hollow drive housing 120 is by means of a number of cap screws 14Λ and Screw bolts 15 fastened front cover 14 closed; on the cylinder block 12Λ is a valve plate 18 and

is darüber ein Zylinderkopf 16 angebracht Der Gehäuseaufbau ist also einerseits von dem Frontdeckel 14 und andererseits von der Ventilplatte 18 und dem Zylinderkopf 16 abgedeckt Im Inneren des Antriebsgehäuses 12ßist ein ölsumpfa cylinder head 16 is attached above it. The housing structure is thus on the one hand from the front cover 14 and on the other hand, covered by the valve plate 18 and the cylinder head 16 An oil sump is located inside the drive housing 12ß 20 ausgebildet Das Antriebsgehäuse 12Ö beherbergt den Antriebsrotor 22 und die damit zusammenwirkende Taumelscheibe 24, die zum Antrieb der Kolben 26 in den Zylinderblock 12Λ des Gehäuseaufbaus 12 angeordneten Zylindern 28 dienen. Diese Anordnung istThe drive housing 12Ö houses the drive rotor 22 and the one that interacts with it Swash plate 24, which are used to drive the piston 26 in the cylinder block 12Λ of the housing structure 12 arranged cylinders 28. This arrangement is ausführlich in der US-PS 35 52 886 beschrieben. Die Kolben 26 arbeiten in bekannter Weise mit einem nicht dargestellten Ventil zusammen, das in der Saugventilplatte 30 angeordnet ist. Diese Saugventilplatte 30 ist zwischen der Stirnfläche des Gehäuseaufbaus 12 unddescribed in detail in US-PS 35 52 886. Pistons 26 do not work with one in a known manner valve shown together, which is arranged in the suction valve plate 30. This suction valve plate 30 is between the end face of the housing structure 12 and der Ventilplatte 18 angebracht Der Zylinderkopf 16, die Ventilplatte IS und die Saugventilplatte 30 haben etwa die gleichen Außenabmessungen und sind gemeinsam am Gehäuseaufbau 12 befestigt Die Ventilplatte 18 ist mit öffnungen versehen, durch welche die Zylinder 28of the valve plate 18 attached The cylinder head 16, the Valve plate IS and the suction valve plate 30 have approximately the same external dimensions and are jointly attached to the housing structure 12. The valve plate 18 is provided with openings through which the cylinders 28

y, mit den auf dem Umfang angeordneten Ansaugkammer 16Λ im Zylinderkopf 16 während des Ansaughubes des entsprechenden Kolbens 26 verbunden sind. Die Ansaugkammern 16Λ stehen in offener Verbindung mit dem Sauganschluß 16ß am Zylinderkopf 16, durch den y, are connected to the suction chamber 16Λ arranged on the circumference in the cylinder head 16 during the suction stroke of the corresponding piston 26. The suction chambers 16Λ are in open communication with the suction port 16ß on the cylinder head 16, through the das Kühlmittel mit dem mitgeführten Schmiermittel eingesaugt wird.the coolant with the lubricant carried along is sucked in.

Die Zylinder 28 sind einzeln über mit herkömmlichen Auslaßventilen 32 ausgestatteten öffnungen in der Saugventilplatte 30 und der Ventilplatte 18 während derThe cylinders 28 are individually over with conventional ones Outlet valves 32 equipped openings in the suction valve plate 30 and the valve plate 18 during the entsprechenden Verdichtungshübe der Kolben 26 mitcorresponding compression strokes of the piston 26 with einer zentralen Auslaßkammer 16Cim Zylinderkopf 16a central exhaust chamber 16C in the cylinder head 16 verbunden. Die Auslaßventile 32 sind schematisch in dertied together. The exhaust valves 32 are shown schematically in FIG

F ig. 2 A dargestellt.Fig. 2 A. Die Auslaßkammer 16Cist direkt mit dem Auslaßan-The outlet chamber 16C is directly connected to the outlet

schlußstutzen 16D, der am Zylinderkopf 16 außen angebracht ist, verbunden.connection piece 16D, which is attached to the outside of the cylinder head 16, connected.

Die Taumelscheibe 24 bewegt sich in bekannter Weise auf einer festen Kegelzahnradanordnung 34, die zentral innerhalb des ölsumpfes 20 am GehäuseaufbauThe swash plate 24 moves in a known manner on a fixed bevel gear assembly 34, the centrally within the oil sump 20 on the housing structure 12 angebracht ist, im wesentlichen symmetrisch zur zentralen Achse der Zylinder 28.12 is attached, substantially symmetrical to central axis of the cylinder 28.

Der Rotor 22 ist mit einer Antriebswelle 36 verkeilt. Diese Antriebswelle 36 ist im wesentlichen koaxial zur feststehenden Kegelzahnradanordnung 34, zum RotorThe rotor 22 is keyed to a drive shaft 36. This drive shaft 36 is substantially coaxial with the fixed bevel gear assembly 34, to the rotor

bo 22 und zur Taumelscheibe 24 angeordnet und in einem Nadellager 38, das im Frontdeckel 14 untergebracht ist, drehbar gelagert. Der Frontdeckel 14 weist überdies ein Wellengehäuse 14ß auf, das eine Wellendichtungskammer 40 mit einer darin untergebrachten Wellendichtungbo 22 and arranged to the swash plate 24 and in one Needle bearing 38, which is housed in the front cover 14, is rotatably mounted. The front cover 14 also has a Shaft housing 14ß, which has a shaft seal chamber 40 with a shaft seal housed therein

!,■■ι 42 einschließt, die beide die Antriebswelle 36 konzentrisch umgeben.!, ■■ ι 42 includes, both of which surround the drive shaft 36 concentrically.

Zwischen dem Rotor 22 und der Innenseite des Frontdeckels 14 ist ein erster Schmierspalt 44 und eineBetween the rotor 22 and the inside of the front cover 14 is a first lubrication gap 44 and a

als Nadellager ausgebildete Drucklageranordnung 46 vorgesehen.designed as a needle bearing thrust bearing arrangement 46 is provided.

Zwischen dem Rotor 22 und der Taumelscheibe 24 ist ein zweiter Schmierspalt 48 und eine als Nadellager ausgebildete zweite Drucklageranordnung 50 vorgesehen. Between the rotor 22 and the swash plate 24 there is a second lubrication gap 48 and one as a needle bearing formed second thrust bearing assembly 50 is provided.

In der Antriebswelle 36 ist ein axialer Schmierkanal 52 vorgesehen, der durch radiale Queröffnungen 54 in der Welle mit der Wellendichtungskammer 40 verbunden ist. ίοIn the drive shaft 36 is an axial lubrication channel 52 is provided, which is connected to the shaft sealing chamber 40 through radial transverse openings 54 in the shaft is. ίο

Der axiale Schmierkanal 52 erstreckt sich von den radialen Queröffnungen 54 einwärts bis zur Verbindung mit dem zweiten Schmierspall 48 zwischen dem Rotor 22 und der Taumelscheibe 24 und bildet somit einen ersten Weg für den Schmiermittelstrom von ölsumpf 20 durch die zweite Drucklageranordnung 50, den zweiten Schmierspalt 48, den axialen Schmierkanal 52 und die radialen Queröffnungen 54 in die Wellendichtungskammer 40.The axial lubrication channel 52 extends inward from the radial transverse openings 54 to the connection with the second lubricating space 48 between the rotor 22 and the swash plate 24 and thus forms a first path for lubricant flow from oil sump 20 through the second thrust bearing arrangement 50, the second lubrication gap 48, the axial lubrication channel 52 and the radial transverse openings 54 in the shaft seal chamber 40.

Weiter besteht ein zweiter Weg für den Schmiermittelstrom vom ölsumpf 20 durch die erste Drucklageranordnung 46, den ersten Schmierspalt 44 und das Lager 38 der Antriebswelle in die Wellendichtungskammer 40 hinein.There is also a second path for the flow of lubricant from the oil sump 20 through the first thrust bearing arrangement 46, the first lubrication gap 44 and the bearing 38 of the drive shaft into the shaft sealing chamber 40 into it.

Ein dritter Weg für den Schmiermittelstrom wird durch einen im wesentlichen radialen Rückführungskanai 56 im Frontdeckel 14 gebildet, der sich von der Wellendichtungskammer 40 als Zwischenverbindung zum Rückführungskanal 58 im äußeren Teil des Gehäuseaufbaus 12 erstreckt, und der über die Ventilplatte 18 in direkter Verbindung mit der Ansaugkammer 16/4 im Zylinderkopf 16 steht, und so den dritten Weg für den Schmiermitteistrom von der Wellcndichtungskammer 40 zur Ansaugkammer 16/4 vervollständigt. Der radiale Rückführkanal 56 ist an seinem äußeren Ende durch einen Verschlußstopfen 56/4 abgeschlossen.A third path for the flow of lubricant is formed by a substantially radial return duct 56 in the front cover 14, which extends from the shaft seal chamber 40 as an intermediate connection to the return duct 58 in the outer part of the housing structure 12 and which is in direct communication with the suction chamber via the valve plate 18 16/4 stands in the cylinder head 16 , and thus completes the third path for the flow of lubricant from the shaft sealing chamber 40 to the suction chamber 16/4. The radial return channel 56 is closed at its outer end by a plug 56/4.

Wie in der Fig. 2B dargestellt ist, ist überdies ein vierter Weg für den Schmiermittelstrom durch einen Nebenschlußkanal 60 im äußeren Teil des Gehäuseaufbaus 12 gebildet. Dieser Nebenschlußkanal 60 erstreckt sich direkt vom Antriebsgehäuse und dem ölsumpf 20 zu einer der Saugkammer 16/4 im Zylinderkopf 16. An dem der Saugkammer 16/4 zugewandten Ende des Nebenschlußkanals 60 ist eine Querschnittseinschnürung 60/4 vorgesehen, die als kalibrierte Strömungsbegrenzung wirkt und so ausgestaltet ist. daß bei hohen Drehzahlen genügend öl vom ölsumpf 20 in die Ansaugkammern 16Λ durchtreten kann, um ein Überhitzen des Kolbenverdichters 10 auszuschließen. Dieses Überhitzen wird durch die zentrifugale Abschleuderung von Schmiermittel von den rotierenden Teilen des Antriebs des Kolbenverdichters 10 verursacht, die eine so starke ölansammlung im Sumpf 20 bewirkt, daß das öl mit den bewegten Teilen des w Antriebs in mechanische Wechselwirkung tritt. Dabei könnte eine Flüssigkeitsreibung zwischen den bewegten Antriebsstellen und dem Schmiermittel im ölsumpf 20 auftreten, die zu einem Überhitzen des Kolbenverdichters führt, wenn beispielsweise die Drehzahl über mi 5000 U/min beträgt.As shown in FIG. 2B, a fourth path for the flow of lubricant is also formed through a bypass channel 60 in the outer part of the housing structure 12. This shunt channel 60 extends directly from the drive housing and the oil sump 20 to one of the suction chambers 16/4 in the cylinder head 16. At the end of the shunt channel 60 facing the suction chamber 16/4 , a cross-sectional constriction 60/4 is provided, which acts as a calibrated flow limiter and so on is designed. that at high speeds enough oil can pass from the oil sump 20 into the suction chambers 16Λ in order to prevent the piston compressor 10 from overheating. This overheating is caused by the centrifugal throwing off of lubricant from the rotating parts of the drive of the reciprocating compressor 10, which causes oil to accumulate in the sump 20 to such an extent that the oil comes into mechanical interaction with the moving parts of the drive. In this case, fluid friction could occur between the moving drive points and the lubricant in the oil sump 20, which leads to overheating of the piston compressor if, for example, the speed is above 5000 rpm.

Durch die in der Nebenschlußleitung vorgesehene, kalibrierte Querschnittseinschnürung 60/4 wird eine ausreichende Menge an Schmiermittel aus dem ölsumpf 20 in die Ansaugkammern 16Λ geführt, so daß bei <· entsprechend hohen Drehzahlen das Entstehen eines überhöhten ölspiegels im Ölsumpf und im Antriebsgehäuse ausgeschlossen wird.Due to the calibrated cross-sectional constriction 60/4 provided in the bypass line, a sufficient amount of lubricant is fed from the oil sump 20 into the suction chambers 16Λ , so that at <

Von den Ansaugkammern 16/4 wird das Schmiermittel durch die Zylinder 28 mittels der bekannten Erscheinung des Vorbeiblasens an dem Kolben 26 (und deren nicht dargestellten Kolbenringen) in das Antriebsgehäuse, auf die Taumelscheibe 24 und das Kegelzahnradgetriebe 34 geführt, von wo das Schmiermittel abwärts in den ölsumpf 20 abfließen kann.From the suction chambers 16/4, the lubricant through the cylinder 28 by means of the known Appearance of blowing past the piston 26 (and its piston rings, not shown) into the drive housing, out on the swash plate 24 and the bevel gear 34, from where the lubricant can flow down into the oil sump 20.

Mit Bezug auf die F i g. 1 und 2 wird nachfolgend nun die Arbeitsweise des Kolbenverdichters beschrieben:With reference to FIGS. 1 and 2, the operation of the reciprocating compressor is described below:

Während der Ansaughübe der Kolben 26 wird aus den Saugkammern 16,4 das Kältemittel mit dem mitgeführten Schmiermittel in die Zylinder 28 eingesaugt. Beim nachfolgenden Kompressionshub wird das Kältemittel und das Schmiermittel in den Zylindern 28 komprimiert und in die Ausiaßkammer 16C ausgestoßen. Während der Kompressionshübe der Kolben 26 in den Zylindern 28 wird Schmiermittel von den Wänden der Zylinder 28 abgestreift und durch den Vorbeiblaseffekt in den ölsumpf oder das Antriebsgehäuse geleitet.During the suction strokes of the pistons 26, the refrigerant with the lubricant carried along is sucked into the cylinders 28 from the suction chambers 16, 4. On the subsequent compression stroke, the refrigerant and lubricant in the cylinders 28 are compressed and discharged into the discharge chamber 16C. During the compression strokes of the pistons 26 in the cylinders 28, lubricant is stripped from the walls of the cylinders 28 and, as a result of the blow-by effect, is conducted into the oil sump or the drive housing.

Das vorbeigeblasene gasförmige Kältemittel und die geringe mitgeführte Menge von Schmiermittel verläßt dann den ölsumpf 20 wieder über den ersten und den zweiten Weg des Schmiermittelstroms.The gaseous refrigerant blown past and the small amount of lubricant carried along leave then the oil sump 20 again via the first and second paths of the lubricant flow.

Der erste Weg für den Schmiermittelstrom führt vom Ölsumpf 20 durch die erste Drucklageranordnung 46, den ersten Schmierspalt 44, durch das Nadellager 38 in die Wellendichtungskammer 40, wobei sowohl die erste Drucklageranordnung 46 als auch das Nadellager 38 geschmiert werden.The first path for the flow of lubricant leads from the oil sump 20 through the first thrust bearing arrangement 46, the first lubrication gap 44, through the needle bearing 38 in the shaft seal chamber 40, both the first Thrust bearing assembly 46 as well as the needle bearing 38 are lubricated.

Der zweite Weg des Schmiermittelstroms führt vom Ölsumpf 20 durch die zweite Drucklageranordnung 50, den zweiten Schmierschlitz 48, den axialen Schmierkanal 52 in der Antriebswelle 22, durch die radialen Querkanäle 54 in der Antriebswelle 36 und durch die Wellendichtungskammer 40. Dabei wird die Drucklageranordnung 50 und auch die Wellendichtung 42 in der Wellendichtungskammer 40 gekühlt und geschmiert. The second path of the lubricant flow leads from the oil sump 20 through the second thrust bearing arrangement 50, the second lubrication slot 48, the axial lubrication channel 52 in the drive shaft 22, through the radial Transverse channels 54 in the drive shaft 36 and through the shaft sealing chamber 40. The thrust bearing arrangement 50 and also the shaft seal 42 in the shaft seal chamber 40 is cooled and lubricated.

Anschließend verläßt das Kältemittel mit dem mitgcführlen Schmiermittel die Wellendichtungskammer 40 über den radial verlaufenden Rückführkanal 56 im Frontdeckel 14 und gelangt durch den axialen Rückführkanal 58 zurück zu den Ansaugkammern 16/4. Subsequently, the refrigerant with the lubricant carried along leaves the shaft sealing chamber 40 via the radially extending return duct 56 in the front cover 14 and passes through the axial return duct 58 back to the suction chambers 16/4.

Während jedes Ansaughubs der Kolben 26 in den Zylindern 28 vermischt sich dieses rückgeführte Gemisch aus Kältemittel und Schmiermittel mit der neuen Füllung der Ansaugkammern 16/4 und wird wiederum in die Zylinder 28 eingesaugt und somit wiederum dem Schmiermittelkreislauf zugeführt.During each intake stroke of the pistons 26 in the cylinders 28, this recycled mixes Mixture of refrigerant and lubricant with the new filling of the suction chambers 16/4 and will again sucked into the cylinder 28 and thus again fed into the lubricant circuit.

Auf diese Weise wird bei diesem Schmiersystem eine ausreichende Schmiermittelmenge im ölsumpf 20 zurückgehalten, so daß durch die Bewegung der Antriebsteile, des Rotors 22 und der Taumelscheibe 24 eine ausreichende Spritzschmierung gewährleistet ist Bei der Bewegung der Antriebsteile wird durch Zentrifugalkräfte ein Teil des Schmiermittels abgeschleudert und im Ölsumpf zurückgehalten. In gleicher Weise wird ein Teil des Schmiermittels, das in die Schmierschlitze 44 und 48 zwischen den bewegten Flächen des Antriebs eingedrungen ist in das Antriebsgehäuse und den ölsumpf zurückgelenkt. Eine geringe Menge des Schmiermittels bleibt jedoch im ausströmenden Kältemittel enthalten. Diese geringe Schmiermittelmenge ist für die Schmierung ausreichend und kann durch die Antriebswelle 36, die Wellendichtungskammer 40 und den Rückführkanal zurück zu den Ansaugkammern 16Λ gelangen.In this way, in this lubrication system, a sufficient amount of lubricant is retained in the oil sump 20, so that sufficient splash lubrication is ensured by the movement of the drive parts, the rotor 22 and the swash plate 24 Oil sump held back. In the same way, some of the lubricant that has penetrated the lubrication slots 44 and 48 between the moving surfaces of the drive is directed back into the drive housing and the oil sump. However, a small amount of the lubricant remains in the outflowing refrigerant. This small amount of lubricant is sufficient for lubrication and can get back to the suction chambers 16Λ through the drive shaft 36, the shaft sealing chamber 40 and the return duct.

Wenn die Drehzahl des Rotors 22 und der mit ihm verbundenen Teile ansteigt, wird das Ansteigen des ölpegels im ölsumpf 20 durch Austritt von überschüssigem Schmiermittel aus dem ölsumpf 20 über den Nebenschlußkanal 60 und die kalibrierte Querschnittseinschnürung 60Λ verhindert. Auf diese Weise kann der Schmiermittelpegel im ölsumpf nicht über eine, den kühlen Betrieb des Kolbenverdichters gewährleistende Höhe ansteigen.As the speed of the rotor 22 and its associated parts increases, the increase in the oil level in the oil sump 20 due to the escape of excess Lubricant from the oil sump 20 via the bypass channel 60 and the calibrated cross-sectional constriction 60Λ prevented. In this way, the The lubricant level in the oil sump is not above a level that guarantees the cool operation of the reciprocating compressor Increase in height.

Durch die Erfindung wird also ein Kältemittel-Kol-The invention therefore makes a refrigerant col-

benverdichter mit einem Schmiersystem geschaffen, bei dem ein im Kältemittel innerhalb eines geschlossenen Kreislaufs mitgeführtes Schmiermittel verwendet wird, wobei die Menge des im ölsumpf des Kolbenverdichters befindlichen Schmiermittels unterhalb einer vorbestimmten Pegelhöhe gehalten wird und die Menge des mit dem Kältemittel im System umlaufenden Schmiermittels sehr gering gehalten ist. Der erfindungsgemäße Kolbenverdichter bewirkt daher eine optimale Schmierung und einen guten Kühlwirkungsgrad.ben compressor created with a lubrication system, in which one in the refrigerant within a closed Circulation entrained lubricant is used, the amount of in the oil sump of the reciprocating compressor located lubricant is kept below a predetermined level and the amount of with the refrigerant circulating in the system is kept very low. The inventive Piston compressors therefore provide optimal lubrication and good cooling efficiency.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Kältemittel-Kolbenverdichter, bei dem im Strömungskreis des Schmiersystems im gasförmigen Kältemittelstrom mitgefühlten öl verwendet wird, s mit einem in einem Gehäuse eingeschlossenen Taumelscheibenantrieb, einem an das Gehäuse angrenzenden Zylinderblock, in dem wenigstens eine axial zur Antriebswelle angeordnete Kolben-Zylindereinheit vorgesehen ist, wobei die Zylinder mit dem Gehäuseinnenraum in offener Verbindung stehen, und mit einem Zylinderkopf, in dem eine für alle Zylinder gemeinsame Ansaugkammet und eine für alle Zylinder gemeinsame Auslaßkammer geformt sind, die jeweils über Ventile mit den einzelnen Zylindern verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungskreis des Schmiersystems einen im Antriebsgehäuse (12) vorgesehenen ölsumpf (20) aufweist, der mit dem Taumelscheibenantrieb (22,24,36) in Kontakt steht, daß die Teile des Taumelscheibenantriebs an den zueinander beweglichen Flächen Schmierspalte (44,48) aufweisen, die über einen Rückführkanal (56, 58) mit der Ansaugkammer(16/4Jverbunden sind,daß ein direkt vom Inneren des Antriebsgehäuses {12B) zur Ansaugkammer {16A) führender Nebenschlußkanal (60) vorgesehen ist, und daß der Strömungskreis des Schmiersystems durch eine Vorbeiblas-Schmierung des Kolbens (26) im Zylinder (28) geschlossen ist.1.Refrigerant piston compressor, in which oil mixed with the gaseous refrigerant flow is used in the flow circuit of the lubrication system, s with a swash plate drive enclosed in a housing, a cylinder block adjoining the housing in which at least one piston-cylinder unit is provided axially to the drive shaft, wherein the cylinders are in open communication with the housing interior, and with a cylinder head in which an intake chamber common to all cylinders and an exhaust chamber common to all cylinders are formed, which are each connected to the individual cylinders via valves, characterized in that the The flow circuit of the lubrication system has an oil sump (20) provided in the drive housing (12) which is in contact with the swash plate drive (22,24,36) so that the parts of the swash plate drive have lubrication gaps (44,48) on the mutually movable surfaces via a return channel (56, 58) with the Suction chamber (16 / 4J are connected, that a bypass channel (60) leading directly from the inside of the drive housing {12B) to the suction chamber {16A) is provided, and that the flow circuit of the lubrication system is created by blow-by lubrication of the piston (26) in the cylinder (28 ) closed is.

2. Kältemittel-Kolbenverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nebenschlußkanal (60) durch eine Querschnittseinschnürung (6OA) kalibriert und mit dem Strcmungskreis derart abgestimmt ist, daß der Schmiermittelpegel im ölsumpf (20) begrenzt ist.2. Piston refrigerant compressor according to claim 1, characterized in that the shunt channel (60) is calibrated by a cross-sectional constriction (6OA) and coordinated with the flow circuit in such a way that the lubricant level in the oil sump (20) is limited.