DE3028170C2 - Radialkompressor - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Radialkompressor gemäß Gattungsbegriff des Patentanspruches.

Solche Radialkompressoren sind aus US-PS 39 10 164 bekanntgeworden.

Ein solchen Kompressoren innewohnendes Problem besteht im Verschleiß, dem die Zylinder-Innenwandung ausgesetzt ist. Außerdem besteht die Gefahr, daß im Bereich der Trennstellen zwischen den Kurbelwellen-Gehäusehälften Medium hindurchtritt.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Radialkompressor gemäß Gattungsbegriff derart zu gestalten, daß zum einen das Problem des Verschleißes, das normalerweise zwischen Aluminium-Kolben und Zylindern auftritt, gelöst wird, daß aber auch zum anderen das Leckage-Problem im Bereich der Trennstellen zwischen den Kurbelwellen-Gehäusehälften gelöst wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches gelöst.

Durch die besondere Ausgestaltung, insbesondere durch die Anbördelung eines Ringflansches an die Enden der zylindrischen Buchsen, wird aber auch weiterhin sichergestellt, daß diese Buchsen in axialer Richtung fixiert werden. Alle diese genannten Vorteile werden mit geringstem Aufwand erzielt, was sich günstig auf die Herstellungskosten auswirkt.

Aus DE-OS 27 47 719 ist zwar schon ein Radialkompressor mit einem geteilten Gehäuse bekannt, wobei die Zylinder aus Auskleidungen gebildet sind, womit dem Verschleißproblem Rechnung getragen wird. Dabei verläuft jedoch die Trennebene quer zur Kolbenachse, also nicht wie bei der Erfindung in Richtung der Kolbenachse. Außerdem fehlen dort wesentliche Merkmaie der Erfindung, weil dort keine Ventilplatte vorhanden ist.

F i g. 1 stellt im Querschnitt einen Radialkompressor gemäß der Erfindung mit Kulissenantrieb (scotch yoke) dar.

Fig.2 ist eine Stirnansicht des Kompressors, Fig. 1 ίο von der rechten Seite her gesehen, und zwar teilweise geschnitten.

Fig.3 ist eine Draufsicht auf eines der einteiligen Kolben-Joch-Elemente des Kompressors.

Fig.4 ist eine Schnittdarstellung von Fig.3, und zwar entlang der Schnittlinie IV-IV und in Richtung der Pfeile gesehen;

Fig.5 ist eine stirnseitige Ansicht (Endansicht) der Kolben-Joch-Elemente.

Fig.6 ist eine perspektivische Darstellung des Kurbelwellengehäuses.

F i g. 7 ist eine Querschnittsansicht einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung.

Wie man aus den Figuren im einzelnen erkennt, umfaßt der Kompressor gemäß der Erfindung ein Kurbelwellengehäuse 10, das aus zwei Hälften 12 und 14 besteht, die mittels Schrauben 18 durch Rippen 20 hindurchgeführt sind, an der Trennebene 16 zusammengefügt sind (siehe beispielsweise F i g. 6). Jede der Kurbelwellengehäuse-Hälften, die vorzugsweise aus Guß-Aluminium bestehen, umfaßt vier halbzylindrische Bohrungen 22, welche die Zylinderwände bilden. In zusammengefügtem Zustand der Hälften 12 und 14 bilden die jeweiligen Bohrungen 22 gemeinsam den Zylinder 24.

Der Kompressor ist ein Radialkompressor vom »scotch-yoke-Typus«. Er umfaßt ein Paar einteilige, jeweils mit zwei Enden ausgestattete Kolben-Joch-Elemente 26 und 28. Diese sind mit Jochgleitbuchsen 30 und Kurbelwelle 32 vormontiert. Ferner ist ein vormontiertes Nadellager 34 vorgesehen. Dieses umfaßt eine Vielzahl von Nadeln 36, die sich in einem Ring 38 befinden; dieses Lager erlaubt eine relative Drehbewegung zwischen Joch-Gleitführung 30 und Kurbelwellenexzenter 40. Durch diese Art von Lager ist ein leichter Zusammenbau des Kompressors möglich, statt der lose montierten Nadel, die Rückhalteplatten erforderlich machen.

Kolben 26 sind in entsprechende, ausgestanzte, zylindrische Stahlbuchsen 42 eingeführt. Diese haben an ihren äußeren Enden kurze Flansche 44. Kolben 26 und Buchsen 42 sind vormontiert, wobei die Kolbenringe 46 eingesetzt sind. Die gesamte Baueinheit mit Kurbelwelle 32, Kolben-Joch-Elementen 26, Gleitbuchse 30, Lager 34 und Zylinderbuchsen 42 werden in die linke Hälfte 14 des Kurbelwellengehäuses 10 eingebaut — siehe F i g. 1. Dabei ist die Kurbelwelle 32 in die Lager 48 eingeführt, während die Buchsen 42 von den Bohrungen 22 aufgenommen sind.

Ein Gegengewicht 50 ist an der Kurbelwelle 32 mittels einer Schraube 52 befestigt. Die andere Hälfte 12 des Kurbelwellengehäuses 10 wird sodann über Lager 54 geschoben, das ebenfalls von jener Bauart mit gezogenem Ring ist, und zwar wird das Gehäuse 10 soweit aufgeschoben, daß die halbzylindrischen Bohrungen 22 in bezug auf die Buchsen 42 ausgerichtet sind. Die beiden Kurbelwellengehäuse-Hälften 12 und 14 werden sodann mittels der Schrauben 18 miteinander befestigt. Schließlich werden Dichtungen 56 um das Gehäuse 10 eingelegt.

Der Ventilmechanismus des Kompressors umfaßt Ventilplatten 58. Diese werden stramm gegen die Flansche 44 der Zylinderbuchsen 42 angezogen, so daß sie diese am Gehäuse 10 festspannen, und zwar mittels Schnappringen 60. Ein blattförmiges Abgabeventil 62 wird gegen die Ventilplatte 58 mittels eines tellerförmigen Halters 64 gehalten, der seinerseits an der Ventilplatte 58 mittels Nieten 66 befestigt ist Beim Arbeitshub des Kolbens wird unter Druck stehendes Kühlmittel durch die öffnungen 57 hinter Ventil 62 gedrückt to

Ein Saugklappenventil 68 wird mittels einer Schraube 72 vor den Saugöffnungen 70 an Ort und Stelle gehalten; die Schraube 72 ist im Kolben 26 eingeschraubt

Ein stählernes Außengehäuse 73, das aus Frontdeckel 74 und rückwärtigem Deckel 76 gebildet ist dient dem Bilden von Einlaßkammer 78 und Auslaßkammer 80, ferner zum Verringern von Leckage, die normalerweise bei porösen Fußflächen aus Aluminium auftritt Deckel 76 liegt an Kupplungs- und Antriebsmechanismus 82 an, während Deckel 74 an Kurbelwellengehäuse 10 mittels einer Schraube 84 befestigt ist An die Kammern 78 und 80 sind jeweils Saugleitungen 88 und Auslaßleitung 86 angeschlossen.

In den F i g. 3, 4 und 5 ist eines der Kolben-Joch-Elemente 26 dargestellt. Es weist eine kleinere, im wesentlichen quadratische öffnung 90 zur Aufnahme der Kurbelwelle 32 auf, und eine größere, im wesentlichen quadratische, offene Aussparung 92, in welcher die Gleitbuchse 30 läuft. Das Kolben-Joch-Element besteht vorzugsweise aus Gußalutninium, was im Hinblick auf die Stahlzylinderbuchsen 22 gute Verschleißbeständigkeit bringt.

Die Lager 48 sind mittels eines Halteringes 94 gehalten. Ein Stützring 96 liegt an Deckel 76 mittels Haltering 98 dicht an und dient als Stützorgan für die Kupplungswicklung 100. Wicklung 100 ist in der ringförmigen Aussparung 102 in der Riemenscheibe 104 untergebracht Die Riemenscheibe 104 ist auf der Konsole 106 des Kurbelwellengehäuses 10 mittels Lagern 108 drehbar gelagert. Ein Sicherungsring 110 sorgt für die axiale Sieherung dieser Lager 108.

Eine Nabe 112 ist an Welle 32 mittels einer Mutter 114 befestigt. Eine Nabenplatte 116 ist an Anker 118 mittels Feder 120 befestigt. Die Feder 120 ist ihrerseits an Platte 116 und Anker 118 durch Nieten 122 befestigt. Wird die Wicklung 100 beaufschlagt, so wird Anker 118 an die drehende Riemenscheibe 104 angezogen und Platte 116 gelangt in reibenden Eingriff mit Flansch 124 auf Nabe 112, der mittels einer Paßfeder 126 auf die Welle 32 aufgekeilt ist. Auf diese Weise wird Welle 32 von Riemenscheibe 104 dann angetrieben, wenn Anker 100 beaufschlagt wird.

Bei Verdichtern dieser Art steht ein ganz schwer wiegendes Problem in der Leckage des Kühlmittels durch die Lager 48 und aus dem Kupplungsmechanismus 82 heraus. Um diese Leckage zu vermeiden, wird eine rotierende Dichtung vorgesehen. Diese umfaßt einen Dichtungsring 128 mit geschliffener und geläppter Fläche 130, einer Kohlenstoffdichtung 132 und einer Dichtung 134. Dichtungsplatte 122 ist gegen die Konsole 106 eo des Kurbelwellengehäuses 10 mittels einer Dichtung 134 abgedichtet und durch einen Schnappring 136 an Ort und Stelle gehalten. Die Kohlenstoffdichtung 132, die zusammen mit Welle 32 umläuft, ist gegen Welle 32 durch einen O-Ring 138 abgedichtet und gegen die Dichtungsplatte 128 durch Feder 140 fest angepreßt. Die Feder 140 ist durch einen Haltering 142 gehalten.

Bei jener Art von Dichtung besteht ein Problem darin, daß sie erhebliche Wärmemengen erzeugt Im Hinblick auf das notwendige Kühlen und Schmieren ist die Dichtung in eine Dichtungsaussparung 144 eingebracht Ein Teil des hereinströmenden Kühlmittels wird in die Aussparung 144 durch Kanal 146 eingeführt Kanal 146 steht mit dem Kanal 148 größeren Durchmessers in der Welle 32 in Verbindung; dieser Kanal wiederum kommuniziert mit der Saugkammer 78, und zwar über Kanal 150. Die Zylinder 24 hinter den Kolben 26 stehen mit der Saugkammer 78 über die Kanäle 152 in der Kurbelwelle 32 in Verbindung. Durch diese Anordnung wird ein Teil des Kühlmittels, welches in die Saugkammer 78 eingesaugt wird, durch Kanal 148 in die Kurbelwelle geleitet; ein Teil dieses Kühlmittels strömt in die abgedichtete Kammer 144 durch Kanal 146. Aus Kammer 144 strömt Kühlmittel zurück in die Zylinder 24, und zwar über die Lager 48. Diese Anordnung sorgt dafür, daß die Kühlung der Einrichtung noch wirkungsvoller vor sich geht, wobei das Kühlmittel zur rotierenden Dichtung durch andere Mittel als durch den Kanal in der Kurbelwelle geleitet wird.

Wird im praktischen Betrieb die Riemenscheibe 104 angetrieben und Spule 100 beaufschlagt, so wird Anker 118 bis zur Reibungsmitnahme an die Riemenscheibe 104 herangezogen und treibt damit Kurbelwelle 32 an. Der umlaufende Exzenter 140 bewegt die Joch-Gleitbuchse 30 auf einer Kreisbahn, so daß die Kolben-Joch-Elemente 26 in den betreffenden Zylindern 24 hin- und hergehen. Bei den Abwärtshüben wird Kühlmittel in die Saugkammer 78 eingesaugt; ein Teil hiervon strömt durch die Kanäle 152 in die Zylinder 24. Der übrige Teil strömt: dem Kanal 148 größeren Durchmessers zu, der sich in der Kurbelwelle 32 befindet Ein Teil dieses Kühlmittels strömt in die Zylinder 24 durch die Kanäle 154; der verbleibende Teil strömt durch Kanal 146 zur Kammer 144, um die rotierende Dichtung zu kühlen. Das Kühlmittel strömt sodann aus Kammer 144 durch die Lager 48 in die Zylinder 24. Bei den Aufwärtsbewegungen der Kolben wird unter Druck stehendes Kühlmittel hinter dem Auslaßventil 62 in die Kammer 80 gedrückt und von dort durch die Auslaßleitung 86 zu dem hier nicht dargestellten Klimatisierungskondenser.

Wie oben erläutert, werden die Kolben-Joch-Elemente 26 mit ihren Ringen 46 und mit den zylindrischen Buchsen 22 vormontiert und zusammen mit der Kurbelwelle 32, den Lagern 34 und der Joch-Gleitbuchse 30 als eine Einheit in die Kurbelwellengehäuse-Hälfte 14 eingebaut. Die andere Hälfte 12 des Kurbelwellengehäuses 10 wird auf diese vorgenannte Baueinheit aufgebracht und an dieser ersten Hälfte 14 des Kurbelwellengehäuses 10 mittels Schrauben 18 befestigt. Nach dem Einsetzen der Ventileinrichtungen wird Deckel 73 an Ort und Stelle befestigt.

Eine weitere Ausführungsform einer Rückhaltekupplungswicklung 100 ist in Fig.7 dargestellt. Hierin ist Wicklungskonsole 150 zwischen Lager 108 und Konsole 106 eingespannt. Vordergehäuse 76 wird mittels eines angefasten Halteringes 158 unabhängig von Wicklungskonsole 156 gehalten. Hierdurch kann der Kompressor ohne Einbau der Kupplung montiert und überprüft werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Radialkompressor mit einem Kurbelwellengehäuse, in dem wenigstens drei radial ausgerichtete Zylinder enthalten sind, und das zwei Hälften umfaßt, die entlang einer ebenen Grenzfläche zusammengefügt sind, die ihrerseits die Zylinder entlang deren Mittellinien schneidet, und zwar derart, daß jeder Zylinder aus einem Paar halbzylindrischer Aussparungen in der jeweiligen Hälfte des Gehäuses gebildet ist, ferner mit einer im Kurbelwellengehäuse enthaltenen Kurbelwelle, die im gemeinsamen Zentrum der Zylinder angeordnet ist, und an der eine der Anzahl der Zylinder entsprechenden Zahl von Kolben angreift, schließlich mit jeweils einem eine Ventilplatte aufweisenden Ventilmechanismus am radial äußeren Eede eines jeden Zylinders, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Zylinder eine zylindrische Buchse (42) umschließt, die ihrerseits jeweils einen Kolben (26) umschließt, daß die Buchsen (42) eine zylindrische Mantelfläche haben, die vom Kurbelwellengehäuse (10) vollständig umschlossen ist, die angrenzenden Flächen der entsprechenden halbzylindrischen Aussparungen (22) vollständig berührt, und die dazu dienen, die halbzylindrischen Aussparungen (22) paarweise in tangentialer Richtung relativ zur Achse der Kurbelwelle (32) auszurichten, daß die einzelne Buchse (42) an ihrem radial äußeren Ende zur Bildung eines Ringflansches (44) umgebördelt ist, und daß der Ringflansch (44) zur axialen Fixierung der Buchse (42) sowie zur Abdichtung zwischen der Ventilplatte (58) des zugeordneten Ventiles und dem Kurbelweüengehäuse (10) eingespannt ist.