DE3414463C2

DE3414463C2 - Radialkompressor

Info

Publication number: DE3414463C2
Application number: DE3414463A
Authority: DE
Inventors: Herbert G. Sylvania Ohio Siewert
Original assignee: Tecumseh Products Co
Current assignee: Tecumseh Products Co
Priority date: 1983-06-10
Filing date: 1984-04-17
Publication date: 1986-12-04
Also published as: DE3414463A1; JPS6246706B2; IT8467586A0; MX160434A; IT8467586A1; AU2908884A; JPS608479A; US4474541A; AU558464B2; BR8402119A; IT1180073B; CA1221069A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Radialkompressor mit einem Kurbelwellengehäuse sowie mit einer Anzahl von radial angeordneten Zylindern mit zugehörenden Kolben. Um unerwünschte Spannungen im Gehäuse zu Folge der vom Riementrieb aufgebrachten Momentenkraft zu vermeiden, wird gemäß der Erfindung folgendes vorgesehen: Es wird entweder an der inneren Gehäusefläche oder am Kurbelwellengehäuse eine Schulter angeordnet, die eine die Drehachse der Kurbelwelle umgebende Tragfläche hat; ferner werden Mittel vorgesehen, um mittels dieser Tragfläche das Kurbelwellengehäuse radial gegen eine Bewegung in allen Richtungen senkrecht zur Kurbelwellenachse zu sichern.

Description

an den Rippen 36 an. Die Enden der Nieten 38 werden sodann derart abgekröpft, daß sie die Kurbelwellengehäuse-Hälften 10 und 11 miteinander verbinden und deren aneinander anliegende Flächen zu einem satten, dichtenden Anliegen bringen. Bezüglich der Nieten 38 wird auf US-PS 43 16 705 verwiesen.

Das montierte Kurbelwellengehäuse befindet sich — wie bereits erwähnt — in zusammengebautem Zustand in einem Gehäuse mit einem vorderen Gehäuseabschnitt 44 und einem rückwärtigen Gehäuseabschnitt 46, deren jeder eine Stanzstahlkonstruktion ist und die beide gemeinsam eine Einlaßkammer 48 und eine Auslaßkammer 50 bilden. Der vordere Gehäuseabschnitt 44 liegt an der Riemenscheibe 34 an und ist zwischen einer Vordermutter 102 und einer ringförmigen Kurbelwellengehäuse-Schulter 52 gehalten. Der rückwärtige Gehäuseabschniti 46 liegt an einer zweiten ringförmigen Kurbelwellengehäuse-Schulter 54 an, die der Hälfte 10 angeformt ist

In eine Nut 58, die mit Hilfe der Schulter 52 gebildet ist, ist ein Dichtungsring 56 eingelegt, der den vorderen Gehäuseabschnitt 44 und die Kurbelwellengehäuse-Hälfte 12 gegeneinander abdichtet Dem entspricht ein O-Ring 60, der zwischen dem rückwärtigen Gehäuseabschnitt 46 und der rückwärtigen Fläche der Kurbelwellengehäuse-Hälfte 10 in eine Nut 61 eingelegt ist und der die Einklaßkammer 48 gegen die Auslaßkammer 50 abdichtet Die Auslaßkammer 50 ist zwischen den Gehäuseabschnitten 44,46 und den Kurbelwellengehäuse-Hälften 10,12 vorgesehen.

Die Gehäuseabschnitte 44, 46 sind mittels vier stählerner Zugstangen 62 zusammengehalten, von denen in F i g. 2 lediglich eine dargestellt ist Die Zugstäbe sind am vorderen Gehäuseabschnitt 44 angeschweißt erstrecken sich in bereits erwähnter Weise durch die Hohlnieten 38 sowie durch Bohrungen 64 im rückwärtigen Gehäuseabschnitt 46 hindurch (siehe F i g. 3). Somit sind die Gehäuseabschnitte 44, 46 einwandfrei zusammengehalten; Schweißnähte 66 zwischen den Zugstangen 62 und dem rückwärtigen Gehäuseabschnitt 46 halten die genannte Anordnung in Position. In den F i g. 1 und 2 erkennt man ferner eine Schweißnaht 68, die den gesamten Umfang des Gehäuses umgibt und die die beiden Gehäuseabschnitte 44, 46 zusammenhalt Statt durch Schweißen lassen sich die Zugstangen 62 natürlich auch durch andere Befestigungsarten fixieren, sofern hierdurch der Innenraum des Gehäuses 44,46 abgedichtet bleibt

Im folgenden soll auf die F i g. 3 eingegangen werden. Ein radialer Tragring 70 für die Kurbelwellengehäuse-Hälften 10, 12 innerhalb der Gehäuseabschnite 44, 46 dient dazu, um zu verhindern, daß sich unerwünschte radiale Momentenkräfte, die von der Riemenscheibe 34 herrühren, auf die Zugstangen 62 übertragen. Der radiale Tragring 70 hat eine radiale Fläche 72; auf der Innenfläche von Vorsprüngen 78 im rückwärtigen Gehäuseabschnitt 46 sind acht Schweißvorsprünge vorgesehen. Der radiale Tragring 70 ist am rückwärtigen Gehäuseabschnitt 46 durch Anschweißen an diesen Schweißvorsprüngen 76 befestigt. Wie man ferner aus F i g. 3 erkennt, steht Auslaßöffnung 80 mit Auslaßkammer 50 und Saugeinlaß 82, die ihrerseits mit der Einlaßkammer 48 kommuniziert, in leitender Verbindung.

Der radiale Tragring 70 wird am rückwärtigen Gehäusseabschnitt 46 befestigt, bevor die beiden Gehäuseabschnitte 44 und 46 miteinander zusammengefügt werden. Nach dem Zusammenbau der Abschnitte 44 und 46 wird die ringförmige Kurbelwellengehäuse-Schulter 44, die eine Schultertragfläche 84 aufweist in den radialen Tragring 70 derart eingepaßt daß die Schultertragfläche 84 an der Fläche 72 satt anliegt Während des Betriebes wird demgemäß eine Radialbewegung des Kompressors durch die Schultertragiiäche 84 und die Haltefläche 72 unterbunden.

Die in Fig.4 veranschaulichte Abwandlung zeigt statt des radialen Tragringes 70 vier radiale Tragrippen 86. Jede radiale Tragrippe 86 ist in eine entsprechende

ίο Aussparung 78 eingelassen und hieran befestigt durch Anschweißen der durch Bohrungen 88 in den Tragrippen 86 hindurchgreifenden Schweißvorsprünge 76. Jede radiale Tragrippe 86 liegt ferner mit ihrer Haltefläche 90 an der Schultertragfläche 84 satt an. 1st der radiale Tragring 70 durch die hier genannten vier radialen Tragrippep 86 ersetzt so ist es wichtig, daß die vier Rippen 86 ein und denselben gegenseitigen Umfangsabstand von 90° aufweisen. Diesem Erfordernis ist durch Aussparungen 78 Genüge geleistet, die um 90° gegeneinander versetzt sind.

Im folgenden soli auf die F i g. 5 und 6 eingegangen werden. Diese weisen, wie bereits erwähnt eine weitere Modifizierung auf, und zwar in Gestalt eines zweiten radialen Tragringes 92. Ring 92 hat eine Haltefläche 94, deren Durchmesser geringfügig größer als der Durchmesser der Schultertragfläche 84 ist, ferner vier Bohrungen 96, durch welche die entsprechende Zugstange 62 hindurchgeführt ist und schließlich vier Umfangsflächenabschnitte 98, die derart gestaltet sind, daß sie an der Innenfläche 9 des rückwärtigen Gehäuseabschnittes 46 anliegen (siehe F i g. 6). Einer der Vorteile dieses besonderen radialen Tragringes 92 besteht darin, daß er eingebaut werden kann, bevor der rückwärtige Gehäuseabschnitt 46 in den vorderen Gehäuseabschnitt 44 eingebaut wird. Man beachtet dabei, daß der radiale Tragring 92 am rückwärtigen Gehäuseabschnitt 46 nicht angeschweißt, sondern durch die Zugstange 62, die durch die entsprechenden Bohrungen 96 hindurchgeführt sind, in Position gehalten ist. Sobald sich der radiale Tragring 92 auf den Zugstangen 62 befindet, so wird die Haltefläche 94 — wie oben — auf die Schultertragfläche 84 aufgebracht und an diese angelegt.

Der radiale Tragring 70, die radialen Tragrippen 86 und der radiale Tragring 92 sind derart gefertigt, daß sie entsprechend an der Innenfläche des rückwärtigen Gehäuseabschnittes 46 anliegen.

Im Betrieb wird die Kurbelwelle 16 von der Riemenscheibe 34 angetrieben. Ein hier nicht dargestellter Gleitblock läßt die Kolben 20 in ihren zugeordneten

so Zylindern 18 auf und ab laufen, um Gas in die Zylinder 18 aus der Einlaßkammer 48 einzuziehen und komprimiertes Gas in die Auslaßkammer 50 abzugeben. Einströmendes Gas strömt durch den Saugeinlaß 82 in die Einlaßkammer 48 ein; das unter hohem Druck stehende, abzugebende Gas wird durch die Einlaßöffnung 80 an den Kühlsystem-Kondensor abgegeben (hier im einzelnen nicht dargestellt). Währed dieser Operation werden Momentenkräfte, die in radialer Richtung mittels der Riemenscheiben-Anordnung 34 sonst auf Gehäuseabschnitt 44 und Zugstange 62 übertragen würden, im wesentlichen durch die radiale Unterstützung abgefangen, die in den Gehäuseabschnitten 44,46 für die Kurbelwellengehäuse-Hälften 10,12 in Gestalt des radialen Tragringes 70, der radialen Tragrippen 86 und des radialen Tragringes 92 vorgesehen sind. Durch dieses Aufheben der radialen Momentenkräfte wird die Verformung oder Verbiegung des vorderen Gehäuseabschnittes 44 in den entsprechenden Grenzen gehalten, die noch für

Abschnitt 44 und Zugstange 62 zulässig sind.

Es gibt noch einen weiteren Faktor, der zur starren Lagerung des Kurbelwellengehäuses 10, 12 beiträgt: Ring 70 (Fig.3) und Rippen 86 (Fig.4) sind an einer Wand 101 des rückwärtigen Gehäuseabschnittes 46 befestigt, die im wesentlichen radial verläuft. Deshalb neigen die auf Ring 70 ausgeübten Kräfte dazu, den rückwärtigen Gehäuseabschnitt 46 in jener Richtung zu beanspruchen, in welcher er seinen höchsten Widerstand aufweist; dies führt zu einer sehr starren Lagerung des Kurbelwellengehäuses 10,11.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

15

20

25

30

40

45

50

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60

65

Claims

1 2 daß das durch den Antriebsriemen auf das Kurbelwel- Patentansprüche: lengehäuse und die Zugstangen ausgeübte Moment im Bereich der Verbindungsstelle der Zugstangen am Ge-

1. Radialkompressor mit einem Kurbelwellenge- häuse unerwünscht hohe Spannungen erzeugt Diese häuse (10,12), das eine Anzahl von radial angeordne- 5 vom Riementrieb herrührende Momentenkraft wird in ten Zylindern (18) und zugehörenden Kolben (20) einer im wesentlichen radialen Richtung in bezug au^f die aufweist, mit einem Außengehäuse (44,46), das das Drehachse der Kurbelwelle aufgebracht und führt zu Kurbelwellengehäuse (10, 12) umschließt, und das einer S-förmigen Verformung des Gehäuses.

aus zwei Hälften (44, 46) besteht, die entlang einer Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen soldas Kurbelwellengehäuse (10, 12) in Umfangsrich- io chen Kompressor derart zu gestalten, daß das durch den tung umgebenden Grenzfläche (68) flüssigkeitsdicht Antriebsriemen auf das Kurbelwellengehäuse und die zusammengefügt sind, ferner mit einer Anzahl von Zugstangen ausgeübte Moment im Bereich der Verbin-Zugstangen (62), die im Gehäuse (44,46) angeordnet dungssteile der Zugstangen am Gehäuse weitgehend sind, sich durch das Kurbelwellengehäuse (10, 12) verringert wird.

hindurch erstrecken und an den Gehäusehälften (44, 15 Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Haupt-46) angreifen, um diese zusammenzuhalten, ge- anspruches gelöst Hierdurch wird verhindert, daß das kennzeichnet durch eine Schulter {54), die an Kurbelwellengehäuse Radialkräfte auf die Zugstangen einem der beiden Elemente, nämlich an der Innensei- und damit auf das Außengehäuse überträgt
te des Außengehäuses (44,46) oder an der Außensei- Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläute des Kurbelwellengehäuses (10,12) angeordnet ist 20 tert Darin ist im einzelnen folgendes dargestellt
und eine Tragfläche (84) hat, welche die Drehachse F i g. 1 zeigt im Querschnitt einen Radialkompressor der Kurbelwelle (16) umgibt und radial zwischen der vom Scotch-yoke-Typus.

Drehachse der Kurbelwelle (16) und den radial au- F i g. 2 zeigt eine Teilansicht des Kompressors gemäß

ßeren Enden der Zylinder (18) angeordnet ist, und F i g. 1 im Schnitt, wobei man eine Zugstange und einen

daß das andere dieser beiden Elemente mit der Trag- 25 Hohlniet erkennt

fläche (84) zusammenwirkende Anschläge (70) auf- F i g. 3 zeigt das Innere des rückwärtigen Gehäuseweist, um das Kurbelwellengehäuse (10, 12) gegen Abschnittes in Aufrißansicht wobei man den radialen eine radiale Bewegung relativ zum Außengehäuse Tragring erkennt
zu sichern. F i g. 4 zeigt eine Aufrißansicht des Innenraumes des

2. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekenn- 30 rückwärtigen Gehäuseabschnittes; hierin sind vier razeichnet, daß die Schulter am Kurbelwellengehäuse diale Tragrippen gemäß einer zweiten Ausführungsund das entsprehende Gegenelement an der Gehäu- form der Erfindung vorgesehen.

seinnenfläche angeordnet sind. F i g. 5 zeigt eine Aufrißansicht eines zweiten radialen

3. Kompressor nach Anspruch 2, dadurch gekenn- Tragringes gemäß einer dritten Ausführungsform der zeichnet daß das Gegenelement ein einteiliger Ring 35 Erfindung.

mit einer Halte- oder Begrenzungsfläche ist, die an F i g. 6 veranschaulicht, in welcher Weise der zweite

der Tragfläche der Schulter anliegt radiale Tragring innerhalb des rückwärtigen Gehäuse-

4. Kompressor nach Anspruch 2, dadurch gekenn- abschnittes angeordnet ist

zeichnet, daß das Gegenelement aus einer Mehrzahl Im folgenden soll auf die F i g. 1 und 2 näher eingevon Rippen besteht, die um die Kurbelweüenachse 40 gangen werden. Der Kompressor gemäß der Erfindung herum angeordnet sind und eine entsprechende An- weist zwei Kurbelwellengehäuse-Hälften 10,11 auf, die zahl von Halteflächen oder Begrenzungsflächen auf- aus Aluguß bestehen. Jede dieser Hälften 10, 11 hat weisen, und daß diese Halte- oder Begrenzungsflä- halbzylindrische Aussparungen 14, deren Achsen senkchen in Umfangsrichtung miteinander relativ zur recht zur Achse der Kurbelwelle 16 verlaufen; in mon-Kurbelwellenachse ausgerichtet sind und an der 45 tiertem Zustand der Kurbelwellengehäuse-Hälften 10, Tragfläche anliegen. 11 bilden die Aussparungen 14 Zylinder 18, in denen

5. Kompressor nach einem der Ansprüche 1 —4, Kolben 20 aufgenommen werden.

dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der An- Die Kolben 20 sind Bestandteile eines Paares von

schlage (70) ein einteiliger Ring (92) vorgesehen ist, einteiligen, zweiendigen Kolben-Joch-Elementen 22; sie

der von den Zugstangen getragen ist 50 sind in entsprechende, gestanzte zylindrische Stahlaus-

6. Kompressor nach einem der Ansprüche 1 —4, kleidungen oder Stahlmäntel eingeführt. Aus F i g. 1 erdadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der An- kennt man ferner eines von vier Ventilen 26 der Zylinschläge (70) radiale Tragrippen (86) vorgesehen sind, derauskleidungen 24. Die Kurbelwelle 16 ist in Lager 28 die jeweils in eine entsprechende Aussparung (78) innerhalb der Kurbelwellengehäuse-Hälfte 10 drehbar des Außengehäuses (44, 46) eingelassen sind (siehe 55 gelagert sowie in Lager 30 in Kurbelwellengehäuse-F i g. 4). Hälfte 12. EinDichtungsring 32 verhindert den Austritt

7. Kompressor nach Anspruch 6, dadurch gekenn- von Kühlmittel durch die Lager und die Riemenscheizeichnet, daß die Schulter (54) einteilig mit dem Kur- benanordnung 34 hindurch, in gestrichelten Linien anbelwellengehäuse (10,12) ist gedeutet. Wegen Einzelheiten einer solchen Ventilan-

60 Ordnung 26 wird auf US-PS 43 16 705 verwiesen.

Jedes der Kurbelwellengehäuse-Hälften 10,11 weist

Rippen 36, die im zusammengebauten Zustand aneinander anliegen, auf. Die Gehäusehälften sind mittels hül-

Die Erfindung betrifft einen Radialkompressor ge- senförmiger Nieten 38 aneinander befestigt (siehe

maß Gattungsbegriff des Hauptanspruches. Sotohe 65 Fig. 2), deren jeder einen erweiterten Kopf 40 aufweist.

Kompressoren sind aus US-PS 43 16 705 bekanntge- Jeder Niet 38 ist durch Bohrungen 42 in den Rippen 36

worden. hindurchgeführt In zusammengebautem Zustand fluch-

Bei diesen bekannten Kompressoren hat sich gezeigt, ten die Bohrungen miteinander und liegen die Köpfe 40