DE2261195B2 - Kolbenkompressor mit einem Gleitsteintriebwerk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Kolbenkompressor mit einem Gleitsteintriebwerk, bei dem mindestens zwei Gleitsteine auf einem gemeinsamen Kurbelzapfen einer Kurbelwelle nebeneinander gelagert sind und jeder Gleitstein in einem eigenen Exzenterjoch geführt ist, die Exzenterjoche in parallelen Ebenen, jedoch unter einem rechten Winkel zueinander liegen.

Insbesondere in der Kältetechnik ist es erwünscht, daß der Kompressor so lautlos wie möglich arbeitet. Nun hat sich in der Praxis jedoch gezeigt, daß bei Kolbenkompressoren der angegebenen Art (vgl. z. B. US-PS 18 20 883), bei denen zwei Gleitstxiine auf einem gemeinsamen Kurbelzapfen nebeneinander gelagert sind, Geräuschprobleme auftreten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kolbenkompressor der angegebenen Art so auszubilden, daß die im Betrieb auftretende Geräuschbildung in möglichst einfacher Weise befestigt wird.

Dies wird bei einem Kolbenkompressor mit den eingangs angegebenen Merkmalen erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß jedes Exzenterjoch mit seinem Gleitstein durch eine Sicherungseinrichtung verbunden ist, die mindestens zwei am Exzenterjoch befestigte Blechteile aufweist, die zur Vermeidung einer gegenseitigen Berührung der nebeneinanderliegenden Exzenterjoche oder Gleitsteine beide Seiten des Exzenterjochs sowie des zugehörigen Gleitsteins übergreifen.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die Geräuschbildung durch kleine Drehbewegungen der Exzenterjoche um die Zylinderachsen und damit ein Aneinanderschlagen bedingt sein dürfte. Diese Erkenntnis war überraschend. Zum einen sind keine offensichtlichen Kräfte vorhanden, die eine Drehbewegung der Exzenterjoche um die Zylinderachse oder eine Relativbewegung der Kurbelwelle relativ zu den Exzenterjochen längs der Kurbelwellenachse bewirken könnte. Zum andern wird eine Drehbewegung der Exzenterjoche um die Zylinderachse scheinbar dadurch verhindert, daß die Exzenterjoche senkrecht zueinander angeordnet sind und sie sich somit gegenseitig führen. Tatsächlich dürften auch nur äußerst kleine derartige Bewegungen der Exzenterjoche stattfinden, die lediglich in Rahmen der unvermeidlichen Fertigungs- und Abnutzungstoleranzen möglich sind. Jedenfalls hat sich in der Praxis gezeigt, daß durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Sicherungseinrichtung, die eine gegenseitige Berührung der nebeneinanderliegenden Exzenterjoche bzw. Gleitsteine verhindert, die Geräuschbildung erheblich verringert bzw. beseitigt wird.

Es war zwar bei Gleitsteintriebwerken (vgl. z. B. DD-PS 35 282, US-PS 34 56 874 und US-PS 26 68 004) bereits bekannt, ein Seitwärtswandern von Gleitstein und Exzenlerjoch durch Sicherungsteile zu verhindern. Bei diesen Gleitsteintriebwerken sind jedoch nicht zwei Exzenterjoche auf einem gemeinsamen Kurbelzapfen, sondern jeweils auf einem eigenen Kurbelzapfen angeordnet, so daß dort das Problem der Geräuschbildung nicht in dem Maße auftritt Bei diesen Gleitsteintriebwerken dienen die Sicherungsteile in erster Linie dazu, ein seitliches Abwandern der Gleitsteine und Exzenterjoche zu verhindern, was andernfalls aufgrund der geometrischen und kinematischen Gegebenheiten unvermeidlich wäre.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß jede der Sicherungseinrichtungen ein U-förmiges Sicherungsblech aufweist, dessen Schenkel die beiden Blechteile bilden und dessen Mittelabschnitt zwischen dem Exzenterjoch und einer am Exzenterjoch befestigten Kolbenstange eingespannt ist. Dies ist eine konstruktiv besonders einfache Ausführungsform der Erfindung.

Anhand der Zeichnungen wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen senkrechten Schnitt einer hermetisch gekapselten Kältemittel-Motor-Kompressoreinheit mit einem erfindungsgemäß ausgebildeten Kolbenkompressor;

F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie 1!-II der F i g. 1 in Blickrichtung der Pfeile;

F i g. 3 einen Teilschnitt des Kompressorblocks längs der Linie Π1-ΙΙΙ der F i g. 2 in Blickrichtung der Pfeile;

F i g. 4 einen Teilschnitt des Kompressorblocks längs der Linie IV-IV der F i g. 1 in Blickrichtung der Pfeile;

F i g. 5 einen Teilschnitt längs der Linie V-V der der F i g. 1 in Blickrichtung der Pfeile.

In dem geschweißten Gehäuse 10 der Kältemittel-Motor-Kompressoreinheit ist im oberen Abschnitt auf einer senkrechten Achse ein elektrischer Induktionsmotor 12 angeordnet, dessen Ankerwelle 14 vom Elektromotor nach unten verläuft und einen einstückig angeformten Kurbelwellenabschnitt 15 mit einer Einzelkröpfung 16 enthält, deren axiale Länge so bemessen ist, daß zwei Exzenterjoche 20, 21 seitlich nebeneinanderliegend in senkrechten Horizontalebenen angeordnet werden können.

Der Kompressorblock 22 ist als starres Gußteil ausgebildet, das Querbohrungen enthält, durch die zwei Paare koaxialer Zylinder gebildet werden, wobei das eine Zylinderpaar 24, 25 mit dem oberen Exzenterjoch 20 fluchtet und Kolben 26,27 enthält, die durch koaxiale Kolbenstangen 28, 29 starr mit dem Exzenterjoch 20 verbunden sind, während das andere Zylinderpaar 30,31 auf einer senkrecht zur Achse des Zylinderpaares 24,25 verlaufenden Achse zwei Kolben 32, 33 enthält, die in entsprechender Weise mit dem unteren Exzenterjoch 21 verbunden und fluchtend ausgerichtet sind.

Der Kompressorblock 22 enthält einen einstückig angeformten, nach oben verlaufenden, am oberen Ende geöffneten, zylindrischen Tragabschnitt 34, in dem der Stator 36 des Motors untergebracht und abgestützt ist Der Tragabschnitt 34 ist ferner mit radialen Augen 38 versehen, an denen horizontal angeordnete Schraubendruckfeder 40 abgestützt sind, die mit Bügeln 42 zusammenwirken, welche an der Innenwand des Gehäuses 10 befestigt sind, wodurch Drehmomentenkräfte federnd abgeleitet werden.

Ein zwischen dem Motor- und dem Kompressorabschnitt gelegener Steg 45 des Kompre&sorblocks 22 trägt eine mittlere Lagerhülse 46 für die Weile. Ein unterer Ablaßdeckel 50, der durch Schrauben 52 am Kompressorblock 22 befestigt ist, enthält ein unteres Lager 54 für die Welle und ferner Auslaßkammern 55, die mit damit zusammenwirkenden Auslaßräumen 56 im Kompressorblock 22 in Verbindung stehen, wobei die Kammern 55, 56 so ausgelegt sind, daß sie eine Schalldämpfung ergeben.

Eine nach unten geöffnete, konzentrische Ringausnehmung 60, die im Deckel 50 ausgebildet ist, dient zur Aufnahme und Halterung einer spiralförmigen Schraubendruckfeder 62, die den Motor-Kompressor senkrecht abstützt und in seitlicher Richtung stabilisiert.

Das Sauggas gelangt über ein Anschlußstück 65 in das Innere des Kompressors. Eine aus Blech gefertigte Trennhülse 66 ist auf den oberen Abschnitt des Stators 36 des Motors aufgesetzt und dichtend mit dem oberen Ende des Tragabschnitts 34 des Kompressorblocks verbunden. Die Hülse 66 enthält an ihrem oberen Ende einen nach innen vorspringenden Flansch 67, der eine verhältnismäßig große mittlere öffnung 68 begrenzt, welche vom oberen Innenraum des Gehäuses ins Innere der Hülse 66 führt Eine Federhalter- und Schutzscheibe 70 überdeckt die öffnung 68 und ist beispielsweise über Heftschweißstellen 72 am Flansch 67 befestigt, wobei der Hauptabschnitt des Deckflansches 74 der Schutzscheibe 70 mit Abstand oberhalb des Flansches 67 liegt, wodurch zwischen den Flanschen 67,74 eine ringförmige, horizontale Einlaßöffnung 75 für das Sauggas entsteht Der Flansch 67 ist durch einen nach unten gedrückten, oberen Abschnitt der Hülse 66 begrenzt, so daß die Einlaßöffnung 75 von einem ringförmigen, nach oben gebogenen Wulst 76 umgeben ist. öl und/oder flüssiges Kältemittel, daß von dem zurückgeführten Sauggas mitgenommen werden kann, sucht in den Ölsumpf am unteren Gehäuseende zu faller, fails jedoch Flüssigkeitstropfen nach oben und radial nach innen zur Einlaßöffnung 75 gelangen, werden sie infolge der Trägheitskraft durch den Wulst 76 von der Einlaßöffnung fortgeführt, so daß tatsächlich nur trockenes Gas in den Innenraum der Hülse 66 gelangt.

Die Hülse 66 ist vom Stator 36 geringfiig'3 radial auf Abstand gehalten, so daß der Ringraum zwischen Hülse und Motor mit Kanälen 77 in Verbindung steht, die in der Innenwand des Tragabschnitts 34 des Kompressorblocks ausgebildet sind und vom oberen Ende nach unten in die Kammer 78 unterhalb des Stators im Inneren des Tragabschnitts 34 verlaufen. Der Tragabschnitt 34 und die Hülse 66 sind gasundurchlässig, und das nach unten fließende Gas strömt nicht nur durch den Ringraum um den Stator, sondern ebenfalls durch den Spalt zwischen dem Stator und dem Anker und durch zusätzliche Kanäle 80 im Anker. Eini: perforierte Leitplatte 79 im Tragabschnitt 34, die oberhalb des Steges 45 liegt, bildet eine Schalldämpfungskammer 81. Senkrechte Kanäle 82 im Kompressorblock 22, die mit ihren oberen Enden in die Deckfläche des Steges 45 münden, führen das Gas über damit verbundene Horizontalkanäle 83 zu den Saugräumen 87 der Zylinderköpfe. Ringartige Saugventile 85 leiten das Gas während des Saughubs in die Zylinder, und mittig angeordnete Auslaßventile 88 leiten das komprimierte

ίο Gas zu den Zylinc'.erkopf-Druckkammern 90, die über Kanäle 92 mit der AuslaB-Schalldämpfungskammer 56 in Verbindung stehen, von wo das Gas über die Schalldämpfungsräume 55 zur Auslaßleitung 95 gelangt, die zum Auslaßstutzen 96 auf der Außenseite des Gehäuses führt

Jedes der Exzenterjoche 20, 21 wird durch einen rechteckigen Gleitstein 100,101 betätigt Die Gleitsteine sind auf der Kröpfung 16 drehbar gelagert und geringfügig voneinander und von den Wangen 17, 18 der Kurbelwelle in Längsrichtung auf Abstand gehalten. Während des Betriebes des Kompressors entsteht eine geringe Vertikalbewegung der Welle, während die Exzenterjoche durch die Kolben gegen jede merkliche Vertikalbewegung gesichert sind. Anhand wiederholter

r> Versuche hat sich herausgestellt, daß, selbst wenn die Gleitsteine, die Exzenterjoche und weitere Bauteile innerhalb praktisch erreichbarer Toleranzen aneinander angepaßt oder gehalten sind, sich beim Betrieb derartiger Kompressoren eine merkliche und höchst unerwünschte Geräuschbildung einstellt. Vermutlich ist diese Geräuschbildung darauf zurückzuführen, daß die Exzenterjoche um die Zylinderachse verkippen. Durch die Anordnung einer Sicherungseinrichtung, die jeweils ein Exzenterjoch und einen Gleitstein sowohl gegen eine winklige als auch gegen eine seitliche Verschiebung sichert, läßt sich jedoch die Geräuschbildung beträchlich verringern, wie ebenfalls an Hand von Versuchen festgestellt wurde.

Vorzugsweise ist jede Kolbenstange 28,29 einstückig

w am zugeordneten Kolben 26, 27 angeformt und eine Axialbohrung 102 durch den Kolben und die Kolbenstange gebohrt, in welcher eine Schraube 104 sitzt, die den Kolben und die Kolbenstange mit dem Exzenterjoch verbindet, wie dies in F i g. 1 gezeigt ist. Der

■i"' Gleitstein wird durch die Kolbenkröpfung an einem Verkippen um die Zylinderachse gehindert, und eine Sicherungseinrichtung, die ein U-förmiges Sicherungsblech 105 enthält, ist am Exzenterjoch befestigt, und enthält flache Seitenarme in Form von Blechteilen

vi 106, 107, die das Exzenterjoch und den Gleitstein übergreifen und eine Relativverschiebung zwischen Joch und Gleitstein verhindern. Das U-förmige Sicherungsblech 105 ist mit seinem abgebogenen Abschnitt zwischen dem Exzenterjoch und der Kolbenstange

■>■> festgeklemmt und wird dort durch Anziehen der Schraube 104 gehaltert, wie dies ebenfalls deutlich aus Fig. 1 ersichtlich ist. Für jedes Exzenterjoch sind zwei Sicherungsbleche 105 vorgesehen, die jeweils an einer Kolbenstange festgespannt sind, so daß eine Relativver-

ho Schiebung der Bauteile in irgendeiner Ebene derart, daß eine geräuschverursachende Berührung auftreten könnte, verhindert wird. Wie F i g. 1 zeigt, verlaufen die Blechteile 106, 107 jeder Sicherungseinrichtung 105 über die gesamte Hublänge des Gleitsteines.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Kolbenkompressor mit einem Gleitsteintriebwerk, bei dem mindestens zwei Gleitsteine auf einem gemeinsamen Kurbelzapfen einer Kurbelwelle nebeneinander gelagert sind und jeder Gleitstein in einem eigenen Exzenterjoch geführt ist, die Exzenterjoche in parallelen Ebenen, jedoch unter einem rechten Winkel zueinander liegen, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Exzenterjoch (20 ίο und 21) mit seinem Gleitstein (100 und 101) durch eine Sicherungseinrichtung (105) verbunden ist, die mindestens zwei am Exzenterjoch befestigte Blechteile (106 und 107) aufweist, die zur Vermeidung einer gegenseitigen Berührung der nebeneinanderliegenden Exzenterjoche oder Gleitsteine beide Seiten des Exzenterjochs sowie des zugehörigen Gleitsteins übergreifen.

2. Kolbenkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Sicherungseinrichtungen (106,107) ein U-förmiges Sicherungsblech (105) aufweist, dessen Schenkel die beiden Blechteile (106, 107) bilden und dessen Mittelabschnitt zwischen dem Exzenterjoch (20, 21) und einer am Exzenterjoch befestigten Kolbenstange (28,29) eingespannt ist. ->">