DE3416352C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kurbelwelle für hermetisch gekapselte Kompressoren mit einem senkrechten, rohrförmigen Zwischenabschnitt, der an seinem Unterende einen Ölförder- Ansatz trägt, der einen oberen Teil aufweist, der zu einer ringförmigen Hülse ausgebildet ist, die federnde Arme mit vergrößerten Köpfen zur Herstellung einer Schnappver­ bindung mit dem Zwischenabschnitt trägt und einen unteren Teil, der nach oben divergiert, so daß Schmieröl aus dem Sumpf des Gehäuses angesaugt und durch die Kurbelwelle zu Schmierölkanälen gefördert wird, die in einem oberen Teil der Kurbelwelle selbst ausgebildet sind.

Eine derartige Kurbelwelle zeigt die US-PS 42 09 080. Dabei ist der Ölförder-Ansatz durch ein zweiteiliges, eine obere und untere Hälfte aufweisendes Rohrstück gebildet, wobei zwischen beiden Hälften ein äußerer hexagonaler Bund vorhanden ist. Die untere Hälfte divergiert nach oben und bildet den eigentlichen Ansatz. Die obere Hälfte ist in Längsrichtung zu ihrem oberen Ende in zwei entgegen­ gesetzte federnde Arme geteilt, deren jeder einen Kopf trägt, der zum anderen Kopf jeweils diametral entgegen­ gesetzt ist. Zur Herstellung einer Schnappverbindung weist der rohrförmige Zwischenabschnitt der Kurbelwelle zwei diametral entgegengesetzte seitliche Löcher zur Aufnahme der Köpfe und im unteren Rand zwei diametral entgegen­ gesetzte Einschnitte zur Aufnahme von Vorsprüngen auf, die an dem Bund angebracht sind.

Die Montage des Ansatzes erfolgt durch Einführen der federn­ den Arme in den rohrförmigen Zwischenabschnitt der Kurbel­ welle sowie die anschließende Orientierung des Ansatzes mittels des hexagonalen Bunds, bis die Vorsprünge in Aus­ richtung mit den Einschnitten gebracht sind. Wenn diese Orientierung erreicht ist, wird die obere Hälfte des An­ satzes vollständig in den rohrförmigen Zwischenabschnitt der Kurbelwelle eingeschoben. Nunmehr stehen die Vorsprünge mit den Einschnitten in Eingriff, und die Zähne schnappen in die Seiten ein, wodurch der Ansatz verankert ist.

Diese bekannte Lösung weist Nachteile auf. Zum einen müssen zur Erzielung der Schnappverbindung drei Bewegungen ausge­ führt werden, und zwar erstens eine Axialbewegung zur Einführung der Arme in den rohrförmigen Zwischenabschnitt, zweitens die Ausrichtung mit den seitlichen Löchern, und schließlich eine weitere Axialbewegung zur Vervollständigung der Verbindung. Ein weiterer Nachteil ist die große Menge an Kunststoff, die zum Formen des Stücks erforderlich ist. Der obere rohrförmige Zwischenabschnitt muß sogar relativ lang sein, um Dichtigkeitsprobleme hinsichtlich des Öldrucks zu vermeiden, der auf der Höhe des unteren Endes des rohrförmigen Zwischenabschnitts der Kurbelwelle am höchsten ist.

Die DE-OS 15 01 026 betrifft einen federnd aufgehängten Kompressor für Kältemaschinen mit einer Kurbelwelle, die an einem rohrförmigen Zwischenabschnitt an seinem unteren Ende einen Ölförderansatz trägt. Dieser Ölförderansatz kann aus gummielastischem Material, wie natürlichem Gummi, einem Kunst­ gummi oder sonstigen elastischen Werkstoffen bestehen. Ein derartiger Ölförderansatz wird auf den rohrförmigen Zwischen­ abschnitt der Kurbelwelle, der eine umlaufende Nut aufweist, geschoben, und mittels eines Sprengrings festgeklemmt. Das Pumpelement kann auch aus Metall bestehen. In diesem Fall muß das Pumpelement in irgendeiner geeigneten Weise an der Kurbel­ welle festgeklemmt sein.

Die DE-OS 32 19 684 betrifft ebenfalls einen Ölförderansatz, der auf den rohrförmigen Zwischenabschnitt der Kurbelwelle die­ sen umgreifend aufgeschoben wird. Er kann aus Metall oder Kunststoff bestehen und ist mittels Schrauben oder mit Preß­ sitz an dem Zwischenabschnitt befestigt. Er kann auch festge­ klebt sein. Zur Erhöhung der Pumpwirkung sind innen im Förder­ ansatz bis zu einer Ringschulter reichende spiralförmig gedreh­ te Schraubenfläche vorgesehen. Mit der inneren Ringschulter stützt sich der Förderansatz am unteren Ende des Zwischenab­ schnitts der Kurbelwelle ab.

Die US-PS 43 75 944 betrifft eine Schmiervorrichtung für einen Motorkompressor. Dabei sind Einbauten zur Förderung von Schmieröl in dem Ölförder-Ansatz in Gestalt von Rippen oder Schaufeln vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kurbelwelle der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß mit einer einfachen Schnappverbindung zwischen dem Zwischenabschnitt der Welle und dem Ölförder-Ansatz keine Undichtigkeiten auftreten.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die im Hauptanspruch gekennzeichneten Merkmale. Die Unteransprüche enthalten zweckmäßige weitere Ausbildungen.

Die erfindungsgemäße Ausführung einer Kurbelwelle gestattet deren Herstellung in einfacher und kostengünstiger Weise und ermöglicht eine schnelle und effektive Montage.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der er­ fingungsgemäßen Kurbelwelle dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise weggeschnittene Seitenansicht eines hermetischen Kompressors für Kühl­ schränke mit einer Kurbelwelle nach der Erfindung;

Fig. 2 eine perspektivische Explosionsansicht der Kurbelwelle;

Fig. 3 und 4 zwei Axialschnitte durch den unteren Teil der Kurbelwelle von Fig. 2, und zwar sowohl vor als auch nach der Montage; und

Fig. 5 eine Draufsicht von oben auf eines der Elemente nach den Fig. 2-4.

Der Kompressor 1 weist ein hermetisches Gehäuse 2 aus Metallblech auf, in dem ein Motor-Kompressor 3 federnd aufgehängt ist.

Ein Formstück 4, das bevorzugt ein Eisengußstück ist, bildet das Hauptstück des Kompressors 3. Das Formstück 4 umfaßt einen mittigen rohrförmigen Körper mit Vertikal­ achse, der als Lager für die Kurbelwelle 5 dient.

Die Kurbelwelle 5 (vgl. Fig. 2) umfaßt als Hauptbestand­ teile vom oberen zum unteren Ende einen Kurbelzapfen 6, eine Exzenterscheibe 7 in Form einer abgeflachten Sektor­ scheibe, einen rohrförmigen Zwischenabschnitt 8 sowie einen nach oben divergenten rohrförmigen Ansatz 9.

Der obere Teil des rohrförmigen Zwischenabschnitts 8 ist drehbar in dem Lager angeordnet. Die Unterseite der Exzen­ terscheibe 7 weist einen vorspringenden Ring 10 auf, der in Form eines Drucklagers mit einer oberen vorspringenden Ringfläche 11 des Lagers zusammenwirkt.

Auf den unteren Teil des rohrförmigen Zwischenabschnitts 8 ist durch nicht gezeigte Mittel der Rotor 12 eines Elektro­ motors aufgekeilt, dessen Ständer an seinem Unterende an dem Formstück (Körper) 4 befestigt ist.

Mit dem Kurbelzapfen 6 ist der Kopf einer Pleuelstange 13 verbunden, deren anderes Ende mit einem Kolben verbunden ist, der im Zylinder eines Kompressors verschiebbar ist, der in dem oberen Teil des Gehäuses positioniert ist.

Das untere Ende des Ansatzes 9 taucht in Schmieröl 14 im unteren Teil des Gehäuses 2. Während der Rotation der Kurbelwelle wirkt der Ansatz 9 in bekannter Weise als Fliehkraft-Axialpumpe, so daß das Schmieröl zur Exzenter­ scheibe 7 und zum Kurbelzapfen 6 durch den rohrförmigen Zwischenabschnitt 8 ansteigt. Im rohrförmigen Zwischen­ abschnitt 8, in der Exzenterscheibe 7 und im Kurbelzapfen 6 sind Schmierölöffnungen ausgebildet, von denen einige in den Fig. 1 und 2 mit 15 bezeichnet sind.

Normalerweise sind der Kurbelzapfen 6 und die Exzenter­ scheibe 7 aus einem Stück Sintermetall geformt. Der rohr­ förmige Zwischenabschnitt 8 hingegen besteht aus einem Rohrstück, das von einem fortlaufenden passenden Rohr aus Weichstahl mittlere Güte abgeschnitten ist.

Die Verbindung zwischen dem rohrförmigen Zwischenabschnitt 8 und der Exzenterscheibe 7 bzw. dem Kurbelzapfen 6 wird durch den Eingriff des oberen Endes des Zwischenabschnitts 8 in den durch den vorspringenden Ring 10 gebildeten Sitz erreicht.

Nachdem diese Verbindung hergestellt ist, besteht das bevorzugte Verfahren zur Erzielung der endgültigen Ver­ bindung zwischen beiden Teilen im Buckel- bzw. Warzen­ schweißen. Eine andere Verbindungsmethode besteht im Metall­ kleben, wobei ein Montagekleber für Metalle verwendet wird.

Wie am besten aus den Fig. 3 unf 4 ersichtlich ist, weist der rohrförmige Zwischenabschnitt 8 an seinem unteren Ende eine Ringnut 16 auf. Diese hat Dreieckprofil mit einer unteren kegelstumpfförmigen Begrenzungsfläche 16 a, die nach oben konvergent ist.

Der Ansatz 9 weist einen unteren konischen Abschnitt 17 auf, der nach oben divergiert und über dem eine Hülse 18 angeordnet ist.

Im Übergangsbereich zwischen dem konischen Abschnitt 17 und der Hülse 18 weist die Innenwand des Ansatzes 9 eine nach oben weisende ringförmige Schulter 9 auf.

Die Größe der Schulter 19 entspricht der Größe der unteren Endfläche 20 des rohrförmigen Zwischenabschnitts 8.

Zwei Rippen 21 erstrecken sich axial an diametral entgegen­ gesetzten Stellen in dem konischen Abschnitt 17 des An­ satzes 9.

Die Rippen 21 wirken in bekannter Weise als Schaufeln zur Förderung des aus dem Sumpf des Gehäuses 2 während der Rotation der Kurbelwelle 5 aufgenommenen Schmieröls 14.

Diese Förderwirkung, die tangential zu der Kurbelwelle 5 gerichtet ist, in Verbindung mit der gleichzeitigen divergenten Ausbildung des unteren Abschnitts 17 des An­ satzes 9 bringt das Schmieröl im rohrförmigen Zwischen­ abschnitt 8 zum Steigen. Die Anordnung ist so ausgelegt, daß der Höchstdruck des Schmieröls im Übergangsbereich zwischen dem konischen Abschnitt 17 und der Hülse 18 er­ reicht wird.

Die Hülse 18 weist Einschnitte bzw. Schlitze 22 auf, die die Hülse in eine Mehrzahl von Bogensegmenten (sechs bei der gezeigten Ausführungsform) unterteilen, die vom Ver­ bindungsbereich mit dem konischen Abschnitt 17 in Vertikal­ richtung verlaufen.

Der Ansatz 9 besteht aus einem Stück eines federnden Kunst­ stoffs, z. B. Polyamid. Die Bogensegmente der Hülse 18 sind somit federelastisch und erlauben ein Aufschieben des Ansatzes 9 auf das untere Ende der Hülse 18. Mehrere Arme 23 weisen an ihren freien Enden vergrößerte Köpfe 24 auf, deren Innenflächen jeweils einen zahnförmigen Vorsprung 25 mit Dreieckprofil bilden, das mit dem Profil der Ringnut 16 im wesentlichen identisch ist.

Insbesondere hat die Unterseite jedes Vorsprungs 25 eine Neigung zur Achse der Kurbelwelle 5 entsprechend der Neigung der unteren Seite 16 a der Nut des rohrförmigen Zwischen­ abschnitts.

Wenn der Ansatz 9 auf das untere Ende des rohrförmigen Zwischenabschnitts 8 aufgeschoben wird, gelangen die Vor­ sprünge 25 in Schnappeingriff mit der Nut 16 und wirken dann als Nocken mit der kegelstumpfförmigen Begrenzungs­ fläche 16 a zusammen und drücken den Ansatz 9 nach oben.

Infolge dieser axialen Kraftkomponente wird die Fläche der Schulter 19 gegen die Endfläche 20 des rohrförmigen Zwischenabschnitts gedrückt, so daß eine Verbindung erzielt wird, die einen dichten Abschluß zwischen der Wand des rohrförmigen Zwischenabschnitts 8 und der Wand des Ansatzes 9 gewährleistet, so daß kein Schmieröl nach außen gelangen kann und ein optimaler Wirkungsgrad der Pumptätigkeit gewährleistet ist.

Ein federnder Ring 26, z. B. ein offener Metallring, umgibt die Hülse 18 an ihrem oberen Rand. Die von dem federnden Ring 26 ausgeübte Kraft addiert sich zu der Federelastizität der Arme 23, wodurch der Radialdruck, der die Vorsprünge 25 in die Nut 16 drückt, und die Dichtigkeit des Schmier­ ölkanals in dem Bereich, in dem der Schmieröldruck maximal ist, erhöht werden.

Bevorzugt sind die Kopfteile 24 der Arme 23 an der Außen­ seite mit einem vorspringenden radialen Anschlag 27 ausge­ bildet, der mit dem Ring 26 zusammenwirkt.

Weitere Vorsprünge 28 , die als untere Anschläge für den Ring 26 wirken, springen an der Außenseite der Seitenwand der Hülse 18 vor.

Claims (4)

1. Kurbelwelle für thermisch gekapselte Kompressoren mit einem senkrechten, rohrförmigen Zwischenabschnitt, der an seinem Unterende einen Ölförder-Ansatz trägt, der einen oberen Teil aufweist, der zu einer ringförmigen Hülse ausgebildet ist, die federnde Arme mit vergrößerten Köpfen zur Herstellung einer Schnappverbindung mit dem Zwischenabschnitt trägt und einen unteren Teil, der nach oben divergiert, so daß Schmieröl aus dem Sumpf des Gehäuses angesaugt und durch die Kurbelwelle zu Schmier­ ölkanälen gefördert wird, die in einem oberen Teil der Kurbelwelle selbst ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet,

• - daß der rohrförmige Zwischenabschnitt (8) an seinem unteren Ende eine äußere Ringnut (16) mit kegelstumpf­ förmigen Begrenzungsflächen (16 a) aufweist,
• - daß der rohrförmige Ölförder-Ansatz (9) den Zwischen­ abschnitt (8) mit der Hülse (18) übergreift,
• - daß die an den freien Enden der Arme (23) angebrachten Köpfe (24) mit nach innen ragenden zahnförmigen Vor­ sprüngen (25) versehen sind, deren Dreieckprofil mit dem Profil der Ringnut (16) übereinstimmt, und
• - daß in der Hülse (18) eine innere Ringschulter (19) vorgesehen ist, gegen die der untere Rand (20) des Zwischenabschnitts (8) durch die bei der Herstellung der Schnappverbindung in der Nut (16) entstehende axiale Kraft­ komponente anpreßbar ist.

2. Kurbelwelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein federnder Ring (26) auf der Hülse (18) montiert ist und eine Kontraktionskraft erzeugt, die der federnden Kontraktionskraft der Hülse (18) selbst überlagert ist.

3. Kubelwelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einige (23) der federnden Arme an der nach außen weisenden Fläche der Hülse (18) einen axialen Anschlag (27) für den federnden Ring (26) bilden.

4. Kurbelwelle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ölförder-Ansatz (9) an der Innenseite mit Rippen (21) versehen ist, die als Schaufeln zum Fördern des Schmieröls wirken.