DE3238327C2

DE3238327C2 -

Info

Publication number: DE3238327C2
Application number: DE3238327A
Authority: DE
Inventors: Hazaki Niihari Ibaraki Jp Eiichi; Tojo Hitachimachi Shimizu Jp Kenji; Uchikawa Kusanagi Shimizu Jp Naoshi; Murayama Hachigaya Shimizu Jp Akira
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1981-10-19
Filing date: 1982-10-15
Publication date: 1988-07-28
Also published as: DE3238327A1; KR860000182B1; JPS5867984A; JPS6249474B2; KR840002074A; US4473343A

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotationskolbenverdichter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Einen derartigen Rotationskolbenverdichter zeigt die älte re, nicht vorveröffentlichte Anmeldung gemäß DE-OS 31 43 206. Dieser Rotationskolbenverdichter enthält eine senkrechte Kurbelwelle mit einem Gegengewicht zwischen dem Kurbelzapfen und dem Wellenteil der Kurbelwelle. Dabei wird der Kurbelzapfen der Kurbelwelle von einem im umlau fenden Spiralglied angeordneten ersten Gleitlager aufge nommen, während der Wellenteil der Kurbelwelle von zwei Lagern gelagert wird, d. h. einem zweiten Lager und einem dritten Gleitlager, die am Rahmen des Rotationskolbenver dichters angeordnet sind. Zusätzlich ist eine Zwischenkam mer zwischen dem umlaufenden Spiralglied und dem Rahmen gebildet und wird auf einem Druck zwischen dem Auslaßdruck und dem Ansaugdruck gehalten. Das Gegengewicht befindet sich in dieser Zwischenkammer.

Beim Betrieb wirkt der Auslaßgasdruck auf die obere End fläche des Kurbelzapfens der Kurbelwelle und auf die untere Endfläche des Wellenteils der Kurbelwelle. Wenn der Kurbelzapfen einen kleineren Durchmesser als der Wellten teil hat, übersteigt die auf die Kurbelwelle ausgeübte aufwärts gerichtete Axialkraft die auf sie ausgeübte ab wärts gerichtete Axialkraft. Folglich wird eine hohe Be lastung auf das obere Axiallager ausgeübt, das zusammen mit dem ersten Gleitlager als Einheit ausgebildet ist und von der oberen Endfläche des Gegengewichts berührt wird. Daraus ergibt sich ein schneller Verschleiß oder auch ein Fressen des Axiallagers.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Rotations kolbenverdichter der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß an der Kurbelwelle neben dem Eigengewicht und dem Gewicht des Motorläufers nur eine geringe nach abwärts gerichtete Kraft wirksam ist, wodurch der Ver schleiß am Axiallager vermindert wird.

Die Lösung dieser Aufgaben erfolgt erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt eines Rotationskolben verdichters mit einer Lageranordnung nach einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 einen vergrößerten senkrechten Schnitt des Kurbelwellenteils desselben Rotationskolbenver dichters.

Gemäß Fig. 1 hat ein Rotationskolbenverdichter der Spiral bauart ein Gehäuse 1 A mit einer Kammer 1, die ein festste hendes Spiralglied 2 und ein umlaufendes Spiralglied 3 aufnimmt. Das feststehende Spiralglied 2 besteht aus einer Endplatte 4 und einem spiralförmigen Steg 6, der von einer Fläche der Endplatte 4 aufrecht absteht. In ähnlicher Weise besteht das umlaufende Spiralglied 3 aus einer End platte 5 und einem spiralförmigen Steg 7, der von einer Fläche der Endplatte 5 aufrecht absteht. Die Spiralglieder 2 und 3 sind so zusammengebaut, daß ihre Stege 6, 7 inein andergreifen. Das umlaufende Spiralglied 3 ist an seiner Unterseite mit einem ersten Radiallager 8 versehen, in das der Kurbelzapfen 9 b einer Kurbelwelle 9 eingreift. Der Kurbelteil ist mit einer gegebenen Exzentrizität gegenüber der Achse des Wellenteils 9 a der Kurbelwelle 9 ausgebil det.

Der Wellenteil 9 a der Kurbelwelle 9 ist von einem oberen Radiallager (zweites Radiallager) 11 gelagert, während ein unteres Radiallager (drittes Radiallager) 12 an einem Rahmen 10 des Kompressors befestigt ist.

Die Kurbelwelle 9 kann von einem Elektromotor 13 angetrie ben werden. Wenn die Kurbelwelle 9 rotiert, läuft das umlaufende Spiralglied 3 um und wird an einer Drehung um seine eigene Achse durch das Zusammenwirken von Kupplungs teilen 14, 15 gehindert. Als Ergebnis des Umlaufens des umlaufenden Spiralglieds 3 wird ein durch ein Ansaugrohr 16 angesaugtes Gas zwischen dem umlaufenden Spiralglied 3 und dem feststehenden Spiralglied 2 verdichtet, durch eine Auslaßöffnung 17 in die Kammer 1 gedrückt und dann durch ein Auslaßrohr 18 zur Außenseite des Kompressors gelie fert. Als Folge der Verdichtung des Gases zwischen den Spiralgliedern 2 und 3 wird durch das umlaufende Spiral glied 3, das erste Radiallager 8 und den Kurbelzapfen 9 b der Kurbelwelle 9 auf den Wellenteil 9 a der Kurbelwelle 9 eine Belastung ausgeübt. Diese Belastung wird von den jeweiligen Radiallagern 11 und 12 aufgenommen. Zwei exzen trische innere Ölkanäle 19 a und 19 b sind in der Kurbelwel le 9 axial ausgebildet. Diese Ölkanäle sind gegenüber der Achse des Wellenteils 9 a so geneigt, daß die Versetzung gegenüber der Achse des Wellenteils zu den oberen Enden dieser Ölkanäle hin allmählich zunimmt. Wenn daher die Kurbelwelle 9 rotiert, wird Schmieröl von einer am Boden der Kammer 1 gebildeten Kammer durch die Fliehkraftpump wirkung nach oben gesaugt und zu den Radiallagern 8, 11 und 12 zu deren Schmierung geliefert.

Erfindungsgemäß sind die Druckaufnahmefläche an der Kur belwelle 9 zur Aufnahme des nach unten gerichteten Drucks für die Erzeugung der abwärts gerichteten Axialkraft und die Druckaufnahmefläche an der Kurbelwelle 9 zur Aufnahme des nach oben gerichteten Drucks für die Erzeugung der aufwärts gerichteten Axialkraft im wesentlichen gleich groß gewählt.

Nach Fig. 2 haben der Wellenteil 9 a und der Kurbelzapfen 9 b der Kurbelwelle 9 gleich große Durchmesser. Daher sind die Flächengröße A ₁ der unteren Endfläche 9 d des Wellen teils 9 a und die Flächengröße A ₂ der oberen Endfläche 9 u des Kurbelzapfens 9 b gleich groß, wobei beide Endflächen 9 d und 9 u gemeinsam dem in der Kammer 1 herrschenden Auslaßdruck ausgesetzt sind. In ähnlicher Weise sind die Flächengröße A ₃ der unteren Fläche 22 d des Gegengewichts 22 und die Flächengröße A ₄ dessen oberer Fläche gleich groß, wobei diese Flächen 22 d und 22 u gemeinsam einem zwischen dem Ansaugdruck und dem Auslaßdruck liegenden Druck ausgesetzt sind. Somit sind die entgegengesetzten axialen Kräfte, die durch den Fluiddruck auf die Kurbel welle 9 ausgeübt werden, selbst dann ausgeglichen, wenn der Auslaßdruck schwankt, so daß nur die durch das Gewicht der Kurbelwelle 9 und das Gewicht des Rotors des Elektro motors erzeugte axiale Kraft W _c als abwärtsgerichtete axiale Belastung auf die Kurbelwelle 9 ausgeübt werden. Die abwärts gerichtete axiale Belastung W _c wird durch das am zweiten Radiallager 11 ausgebildete Axiallager 29 auf genommen. Es ist somit ersichtlich, daß bei der Lagervor richtung nach der Erfindung das Axiallager 29 nur geringem Verschleiß ausgesetzt ist, da die durch die Gewichte der Kurbelwelle 9 und des Rotors des Elektromotors erzeugte abwärts gerichtete axiale Belastung W _c ausreichend klein ist. Es ist ferner nach der Erfindung nicht erforderlich, ein Axiallager auf der Unterseite des ersten Radiallagers 8 des Kurbelzapfens 9 b vorzusehen, da die axiale Belastung auf die Kurbelwelle nur nach unten ausgeübt wird.

Claims

Rotationskolbenverdichter der Spiralbauart
- - mit einem feststehenden Spiralglied,
- - mit einem gegenüber dem feststehenden Spiralglied um laufenden Spiralglied,
- - mit einer Kurbelwelle, die das umlaufende Spiralglied antreibt und einen Kurbelzapfen, einen Wellenteil sowie ein dazwischenliegendes Gegengewicht mit oberen und unteren Endflächen aufweist,
- - mit einem ersten Gleitlager, das am umlaufenden Spiral glied vorgesehen ist und den Kurbelzapfen der Kurbel welle aufnimmt,
- - mit einem zweiten und dritten Gleitlager, die den Wellenteil der Kurbelwelle lagern,
- - mit einem am zweiten Gleitlager des Wellenteils der Kurbelwelle angeordneten Axiallager, das mit der unteren Endfläche des Gegengewichts in Berührung steht und eine auf die Kurbelwelle ausgeübte, nach unten gerichtete axiale Kraft aufnimmt, und
- - mit einer Zwischenkammer, die an der Rückseite des um laufenden Spiralglieds angeordnet ist und das Gegengewicht aufnimmt,
- - wobei eine obere Endfläche des Kurbelzapfens und eine untere Endfläche des Wellenteils gemeinsam dem Auslaß druck ausgesetzt sind und der Druck in der Zwischenkammer zwischen dem Ansaugdruck und dem Auslaßdruck liegt, dadurch gekennzeichnet,
- - daß die obere Endfläche (9 u) des Kurbelzapfens (9 b) und die untere Endfläche (9 d) des Wellenteils (9 a) gleich groß sind, und
- - daß die obere Endfläche (22 u) und die untere Endfläche (22 d) des Gegengewichts (22) ebenfalls etwa gleiche Größe haben.