DE3730966A1 - Hermetisch geschlossener kompressor mit horizontaler antriebswelle - Google Patents
Hermetisch geschlossener kompressor mit horizontaler antriebswelleInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
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- F04C5/00—Rotary-piston machines or pumps with the working-chamber walls at least partly resiliently deformable
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen hermetisch geschlossenen Kom
pressor mit horizontaler Antriebswelle, der eine Kompressoreinheit mit
einem einen Kolben aufnehmenden Zylinder aufweist, wobei der Kolben
von einer Kurbelwelle angetrieben wird, die von einem Hauptlager und
einem Nebenlager abgestützt wird, ferner einen elektrischen Motor zum
Drehantrieb der Kurbelwelle, eine Ölpumpe, die um einen Abschnitt der
Kurbelwelle herum ausgebildet ist und in Flüssigkeitsverbindung mit
einem Ölsumpf und mit den Teilen der Kompressoreinheit steht, die
geschmiert werden müssen, und ein hermetisch geschlossenes Gehäuse,
das die Kompressoreinheit, den elektrischen Motor, die Ölpumpe und den
Ölsumpf umschließt, wobei sich die Erfindung hierbei insbesondere mit
der Ausgestaltung der Ölpumpe bei einem solchen Kompressor befaßt.
Kompressoren mit horizontal angeordnetem Rotor werden in zu
nehmendem Maße auf dem Gebiet der Kältetechnik eingesetzt, und zwar
wegen der (gegenüber den Ausführungen mit vertikaler Antriebswelle)
gegebenen Möglichkeit eines zusätzlichen Gewinns an effektivem
Volumen für den Kälteerzeuger.
Bei Kompressoren mit horizontaler Antriebswelle kann der Ölumlauf nicht
nach den Techniken ausgeführt werden, die üblicherweise bei
Kompressoren mit vertikaler Antriebswelle eingesetzt werden, indem
nämlich eine Zentrifugalpumpe am unteren Ende der Kurbelwelle vorge
sehen wird, die in das Öl im unteren Teil des Gehäuses hineinragt und
dieses über die Kurbelwelle hinauf an die zu schmierenden Abschnitte
drückt. Für die Schmierung einer horizontal angeordneten Kurbelwelle
eines Kompressors besteht die Notwendigkeit, das Öl erst einmal vom
Ölsumpf zur Kurbelwelle, von der aus es an die Lager und an die anderen
zu schmierenden Teile weitergeleitet wird, hochzubringen.
Ein bekanntes Verfahren zum Hochpumpen und Zirkulieren des Öls in
einem solchen Fall wird in der US-PS 44 49 895 vorgeschlagen. Dieses
Patent beschreibt einen hermetisch geschlossenen Kompressor mit
horizontal angeordnetem Rotor, dessen Schmierungssystem eine
gekrümmte Leitung, die sich zum Ölsumpf am Boden des Gehäuses
erstreckt, und eine Schraubenfeder aufweist, die ihrerseits innerhalb der
gekrümmten Leitung rotiert. Die Schraubenfeder ist mit ihrem einen
Ende an die Kurbelwelle angeschlossen, während ihr anderes Ende in das
Öl eingetaucht ist.
Wenn die Kurbelwelle angetrieben wird, bewirkt dies auch eine Drehung
der Schraubenfeder, wodurch das Öl durch den Ringkanal zwischen den
Windungen der Feder und der inneren Umlauffläche der Leitung nach
oben transportiert wird. Das Öl wird in die Druckkammer am Ende des
Nebenlagers eingeführt und dann dem Nebenlager, dem Exzenter und dem
Hauptlager über Ölnuten zugeführt, die in der Oberfläche der Kurbelwelle
angebracht sind.
Obwohl dieses bekannte System eine laufende Ölzufuhr an die Lager und
die Exzentrizität sicherstellt, ist es jedoch mit zusätzlichen
mechanischen Verlusten im Kompressor behaftet. Diese mechanischen
Verluste gehen auf die Reibung zwischen den Windungen der Feder und
der Innenoberfläche der Ölleitung zurück.
Ein anderes Problem bei der bekannten Lösung besteht darin, daß das
Gehäuse notwendigerweise länger ausgeführt werden muß, weil ein
größerer Innenraum zum Befestigen der Ölleitung am Ende des Neben
lagers erforderlich ist. Zusätzlich ist auch noch ein größerer Material
aufwand (Stahlplatte) zur Ausbildung des Gehäuses nötig, wobei sich
durch die Verlängerung der Gesamtlänge eine viel intensivere Auf- bzw.
Überheizung des Ansauggases und in Verbindung hiermit eine Abnahme
des volumetrischen Wirkungsgrades des Verdichters ergibt.
Dieses Überhitzen geht auf den Wärmeübergang zwischen dem
komprimierten Gas, das bei hoher Temperatur in dem Gehäuse abgezogen
wird, und dem Ansauggas zurück. Das Ansauggas wird über eine
Verbindungsleitung im Inneren des Gehäuses eingelassen. Je länger diese
Verbindungsleitung ist, desto größer ist die Wärmemenge, die durch ihre
Wandung übertragen wird, und desto größer ist auch die Überhitzung bzw.
Aufheizung des Ansauggases.
Ein weiteres Problem bei der bekannten Lösung liegt auch noch in den
hohen Kosten, die bei der Herstellung der Schraubenfeder ausgelöst
werden, da der nicht-kreisförmige Drahtquerschnitt ganz spezielle
Vorgaben für die Herstellung bedeutet.
Ein anderes bekanntes Verfahren zum Hochsaugen und Zirkulieren des Öls
wird in der US-PS 44 72 121 angegeben. In dieser Patentschrift wird ein
Schmiersystem für einen Verdichter mit horizontal angeordneter
Antriebswelle beschrieben, bei dem das Schmieröl, das sich am Boden des
Gehäuses sammelt, in eine zentral und axial in der Kurbelwelle
angebrachte Schmierbohrung hineingedrückt wird durch Ausnützung der
aus der Kompressionskammer abgezogenen Kühlgaspulsation unter hohem
Druck. Für diesen Zweck ist der Verdichter mit einer Schmierölleitung,
deren eines Ende in Verbindung mit der Schmierbohrung der Kolbenwelle
steht und deren anderes Ende in das Schmieröl im Schmiersumpf geöffnet
ist, und mit einer Kühlgas-Abzugsleitung versehen, deren eines Ende in
das Ende der in den Ölsumpf hin offenen Schmierölleitung eingeführt ist
und deren anderes Ende in Verbindung mit dem Kühlgas, das aus der
Kompressionskammer abgezogen wird, steht.
Wenn das Kühlgas aus der Abzugsleitung in das Ende der Schmierölleitung
(die in den Ölsumpf geöffnet ist) abgezogen wird, wird das am Boden des
Gehäuses angesammelte und mit Kühlgas vermischte Schmieröl in die
Schmierölleitung durch einen Spalt hineingedrückt, der an den einander
überlappenden Abschnitten der beiden Rohre ausgebildet wird. Das
Schmieröl wird in einem Ölsammler aufgenommen und durch eine zentrale
Schmierölbohrung an die zu schmierenden Teile verteilt.
Abgesehen von der einfachen Konstruktion und den geringen Kosten, die
dieses System aufweist, hat es doch den Nachteil, daß es eine nicht
zufriedenstellende Schmierung beim Anlauf des Verdichters abgibt, weil
der Kühlgasdruck in der Abzugsleitung nicht zum Eindrücken des im
Ölsumpf gesammelten Öls in die Schmierölleitung und für dessen Hinauf
pumpen zur Kurbelwelle ausreicht. Sieht man einmal davon ab, daß diese
nicht ausreichende Schmierung schon aufgrund des metallischen
Kontaktes der Teile miteinander Geräusch bzw. Lärm erzeugt, so bringt
sie darüber hinaus auch einen unerwünscht raschen Verschleiß der ein
zelnen Verdichterkomponenten.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Einrichtung besteht auch in der
Absorption des Kühlgases durch das Öl, wodurch sich dessen Viskosität
verringert und dadurch die Schmierbedingungen der Lagerstellen
verändert werden. Diese Absorption des Kühlgases durch das Öl führt
aber auch noch zu einer Abnahme der Kühlgasmenge, die im Kühlgas
system zirkuliert, wodurch auch noch die Leistung des Systems sinkt.
Ein noch weiterer, unerwünschter Effekt des bekannten Systems liegt in
den dort auftretenden absaugseitigen Druckverlusten des Kühlgases. Diese
Druckverluste beeinträchtigen direkt den elektrischen Energieverbrauch
des Verdichters und damit dessen Leistungsfähigkeit.
Schließlich ist aus der US-PS 45 68 253 eine weitere Ölpumpe für einen
hermetisch geschlossenen Kompressor mit horizontal angeordneter
Antriebswelle bekannt. Das Kurbelgehäuse ist hier mit einem vertikalen,
in Verbindung mit dem Ölsumpf stehenden Durchlaß versehen.
Die Kurbelwelle weist bei dem bekannten Gerät einen Abschnitt ver
kleinerten Durchmessers auf, der mit dem Kurbelgehäuse eine
Ringkammer ausbildet, und ein Paar von gegenüberliegenden, im Winkel
zueinander versetzten schraubenförmigen Nuten in Verbindung mit der
Ringkammer. Bei einer Drehung der Kurbelwelle wird ein Gebiet geringen
Druckes in der Ringkammer aufgebaut, das ein Ansaugen der Schmier
flüssigkeit nach oben durch den Durchlaß in der Kurbelwelle und in die
Ringkammer hinein auslöst. Das Schmiermittel wird dann von den
schraubenförmigen Nuten längs der einander gegenüberliegenden
Endabschnitte der Kurbelwelle weitergeleitet zur Schmierung der Lager
und anderer Teile des Kompressors.
Diese bekannte Vorrichtung weist zwar wiederum eine einfache Kon
struktion und einen kostengünstigen Aufbau auf, ihr praktischer Einsatz
führt jedoch zu einigen Nachteilen:
Die schraubenförmige Anordnung der Nuten an den Endabschnitten der
Kurbelwelle verkleinert die effektiv wirksame Tragfläche der Lager, die
schon verkleinert ist durch den verkleinerten Zwischenabschnitt der
Kurbelwelle, was zu einem unerwünschten direkten Kontakt und damit zu
Abrieb an der Kurbelwelle und den Lagern führt.
Ein anderer Grund für Störungen, der hier berücksichtigt werden muß,
besteht auch darin, daß der Ölstrom in diesem System stark vom
Vorhandensein von Kühlgas abhängt, was hauptsächlich dann nachteilig
ist, wenn der Kompressor gestartet wird. Das Kühlgas wird aus dem Öl
nämlich freigesetzt, wenn der Kompressor abgestellt wird, wodurch sich
Gasblasen ausbilden, die im Lager und im Durchlaß des Kurbelgehäuses
verbleiben. Wenn der Kompressor nun angelassen wird, führt der geringe
Druck, der zwischen Kurbelwelle und Lagern vorliegt, dazu, daß sich
diese Blasen ausdehnen können, was zu einer deutlichen Verzögerung in
der Ansaugung und Anlieferung von Öl an die Lager führt und deren
Schmierung schwierig macht.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einem
Kompressor der eingangs genannten Art die Schmierung derart zu ver
bessern, daß unter weitestgehender Vermeidung der aufgezeigten
Nachteile und bei geringem Energieverbrauch ein kontinuierlicher und für
die Schmierung des Kompressors ausreichender Ölstrom ohne
Leistungseinbuße erreichbar und eine wirksame Schmierung selbst bei
Anlaufen des Kompressors sichergestellt wird, ohne daß diese von dem im
Schmierkreislauf enthaltenen Kühlgas beeinträchtigt werden könnte.
Erfindungsgemäß wird dies bei einem Kompressor der eingangs genannten
Art dadurch erreicht, daß die Ölpumpe einen zylindrischen exzentrischen
Abschnitt an der Kurbelwelle aufweist, der innerhalb eines zylindrischen
Gehäuses umläuft, das konzentrisch zur geometrischen Achse der
Kurbelwelle und in einem der Lager oder in einem Abschlußdeckel des
Nebenlagers vorgesehen ist, und daß sie ferner wenigstens ein ge
krümmtes und längliches blattartiges Element mit einer der axialen
Länge des zylindrischen Gehäuses entsprechenden Breite aufweist, von
dem wenigstens eine seiner Endkanten an der Gehäusewand befestigt ist
und das am Kontaktpunkt zwischen zylindrischem Gehäuse und
exzentrischem Abschnitt derart zwischengeschaltet ist, daß eine Einlaß
kammer und eine Kompressionskammer festgelegt werden, wobei jeweils
eine derselben in einem Raum des zylindrischen Gehäuses zwischen dem
Befestigungspunkt des Blattelementes und dem Kontaktpunkt ausgebildet
wird und die Einlaßkammer und die Kompressionskammer jeweils in
Flüssigkeitsverbindung mit dem im Ölsumpf gesammelten Schmieröl bzw.
mit den zu schmierenden Teilen der Kurbelwelle und der Lager stehen.
Der erfindungsgemäße Kompressor weist nur eine geringe Längs
ausdehnung auf und läuft auf einem besonders geringen Geräuschniveau.
Sein Aufbau ist einfach, er arbeitet mit einer großen Betriebssicherheit
und ist mit geringen Kosten herstellbar. Anders als bei anderen
bekannten und weiter oben beschriebenen Systemen arbeitet die
erfindungsgemäße Vorrichtung ohne Ausnutzung des Viskositätseffekts
oder der Wirkung einer Zentrifugalkraft zum Ansaugen und Heben des
Öls, was - abgesehen von einer selbstansaugenden Funktionsweise - eine
wirksame Schmierung der Lager auch schon beim Anlaufen des Kom
pressors ermöglicht, weil das Öl schnell und selbst bei Vorhandensein von
Kühlgas im Schmierkreislauf wirksam zugeführt wird.
Ein anderer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung liegt in dem
besonders geringen Energieverbrauch, der, ebenso wie der geringe
Geräuschpegel, darauf zurückgeht, daß die Reibflächen merklich
verkleinert und die zwischen den Teilen erforderlichen Spalte
bemerkenswert groß sind. Ein weiterer ganz besonderer Vorteil der
erfindungsgemäßen Pumpe muß auch noch darin gesehen werden, daß sie
einen kontinuierlichen Ölstrom liefert, der leicht den Anforderungen der
Kompressoreinheit dadurch angepaßt werden kann, daß man die
Exzentrizität, den Durchmesser oder die Länge des exzentrischen
Abschnittes ändert, ohne daß dadurch merklich der Energieverbrauch
beeinträchtigt würde.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kompressors
besteht das Flügelelement aus einem Kunststoffilm, der temperatur
beständig und mit den chemischen Eigenschaften des Mediums verträglich
ist. Gleichermaßen bevorzugt kann das Flügelelement jedoch auch aus
einer flexiblen, verschleißfesten und ermüdungsbeständigen Metallfolie
bestehen.
Besonders bevorzugt wird die Einlaßkammer der Ölpumpe über eine
Ansaugbohrung im Hauptlager oder im Nebenlager oder, gleichermaßen
vorzugsweise, über ein Ansaugrohr mit dem Ölsumpf am Boden des Ge
häuses verbunden.
Beim erfindungsgemäßen Kompressor ist es besonders empfehlenswert,
die Druckkammer an eine zentrale Ölleitung über eine Öl-Abzugsbohrung
anzuschließen, die radial durch den exzentrischen Abschnitt verläuft,
wobei die Öl-Leitung mit den Oberflächenteilen der Kurbelwelle, die eine
Schmierung erfordern, über radiale Bohrung in der Kurbelwelle in
Verbindung steht.
Es ist weiterhin von Vorteil, wenn die Kompressionskammer an das
Nebenlager und das Hauptlager über Schmiernuten angeschlossen ist.
Dabei werden bevorzugt die Schmiernuten in Form von schraubenförmig
verlaufenden Nuten auf der Kurbeloberwellenfläche oder in der
zylindrischen Innenfläche des Abschlußdeckels und in den Lagerflächen
des Nebenlagers und des Hauptlagers ausgebildet.
Um eine möglichst vollständige Verwendung des von der Pumpe
verdrängten Ölvolumens für den Schmierzweck sicherzustellen, ist es ganz
besonders von Vorteil, wenn das Ende der Ölabzugsbohrung am Außenende
des exzentrischen Abschnitts relativ zur Lage des Kontaktpunktes
zwischen diesem exzentrischen Abschnitt und der Innenfläche des
Gehäuses um einen kleinen Winkelabschnitt (in Drehrichtung) nach vorne
versetzt ist.
Bevorzugt wird eine der Seitenwände des zylindrischen Gehäuses durch
einen Teil der Seitenflächen des Kolbens und/oder den exzentrischen
Abschnitt der Kurbelwelle festgelegt.
Die Ausbildung des erfindungsgemäßen Kompressors derart, daß die
Ölpumpe als Verdrängerpumpe ausgebildet ist, führt dazu, daß der Ölstrom
allein von dem durch die Exzentrizität verdrängten Volumen abhängt und
sonst von keinerlei weiteren Faktoren unerwünscht beeinflußt werden
kann.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung im Prinzip
beispielshalber noch näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1A und 1B Längs-Teilschnittdarstellungen zweier bevorzugter Aus
führungsbeispiele eines erfindungsgemäßen, hermetisch geschlossenen
Kompressors mit horizontaler Rotoranordnung;
Fig. 2 eine Vorderansicht des Kompressors aus Fig. 1B, gesehen in
Richtung des Pfeils "A" (Fig. 1B);
Fig. 3 eine Schnittdarstellung (von vorne) des Kompressors aus den Fig.
1A und 1B längs Schnittlinie B-B′;
Fig. 4, 5 und 6 Teilschnittdarstellungen (von vorne gesehen) längs
Schnittlinie C-C′ in Fig. 1A zur Darstellung der erfindungsgemäßen Öl
pumpe in Betrieb (in unterschiedlichen Drehstellungen des Rotors
dargestellt);
Fig. 7 eine Teilschnittdarstellung (von vorne) längs Schnittlinie C-C′ aus
Fig. 1A zur Darstellung einer anderen Bauweise der in Fig. 1A
dargestellten Ölpumpe, sowie
Fig. 8 und 9 Schnittdarstellungen (von vorne) längs Schnittlinie C-C′ in
Fig. 1B zur Darstellung zweier Bauweisen der in Fig. 1B dargestellten Öl
pumpe.
In der Darstellung der vorbezeichneten Figuren weist der hermetisch
geschlossene Kompressor des Typs mit horizontalem Rotor im
wesentlichen eine Kompressoreinheit 1 und einen elektrischen Motor 2
auf, die beide innerhalb eines schalenförmigen Gehäuses 3 angeordnet
sind.
Die Kompressoreinheit 1 umfaßt einen Zylinderblock 4, ein Hauptlager 5
und ein Nebenlager 6. Das Hauptlager 5 und das Nebenlager 6 sind am
Zylinderblock 4 angeschraubt und halten eine Kurbelwelle 7, die einen
Drehkolben 8 innerhalb eines Zylinders 9, der im Zylinderblock 4
ausgebildet ist, antreibt.
Die Kompressoreinheit 1 weist auch noch eine Gleitplatte bzw. einen
Gleitflügel 10 auf, der in einem Schlitz 11 des Zylinderblocks 4
angeordnet ist. Dieser Flügel 11 ist axial gegen den Drehkolben 8 hin
über eine Feder 12 derart vorgespannt, daß er sich auf der
Kolbenoberfläche abstützt und unter der Wirkung des Kolbens im Schlitz
11 hin- und herbewegt werden kann.
Der Gleitflügel 10 definiert mit dem Drehkolben 8, dem Zylinder 9 und
den Flanschabschnitten 13 und 14 eine dichte Ansaugkammer 15 und eine
dichte Kompressionskammer 16, die jeweils an die Ansaugleitung 17 bzw.
Ausstoßleitung 18 angeschlossen sind, wobei diese beiden Leitungen an
das schalenförmige Gehäuse 3 des Kompressors 1 angeschweißt sind. Die
Ansaugleitung 17 ist direkt mit der Ansaugkammer 15 über ihren nach
innen vorstehenden Abschnitt 19 verbunden und die Ausstoßleitung 18
steht mit der Kompressionskammer 16 über das Innenvolumen des
Gehäuses 3 in Verbindung.
Die Kompressoreinheit 1 wird von dem elektrischen Motor 2 angetrieben,
der einen Stator 20 mit Windungen 21 sowie einen auf der Welle 7
befestigten Rotor 22 aufweist.
Bei der in Fig. 1A dargestellten Bauweise einer Ölpumpe weist die
Kurbelwelle 7 einen zylinderförmigen, exzentrisch angeordneten
Abschnitt 23 auf, der innerhalb des Hauptlagers 5 oder des Nebenlagers 6
vorgesehen ist. Dieser zylinderförmige, exzentrische Abschnitt 23 ist
derart angeordnet, daß er innerhalb eines zylindrischen Gehäuses 26
umläuft, das konzentrisch zur geometrischen Achse der Kurbelwelle7
angeordnet und bei der in Fig. 1A dargestellten Ausführungsform im
Hauptlager 5 ausgebildet ist. Dabei entspricht die Gehäusetiefe der
axialen Länge des exzentrischen Abschnitts 23 der Kurbelwelle 7.
Bei der Darstellung nach Fig. 1B ist der exzentrische Abschnitt 23 der
Kurbelwelle 7 in Form eines zylindrischen axialen Vorsprungs mit
verkleinertem Durchmesser ausgebildet, der von der vorderen Endfläche
24 b der Kurbelwelle 7 vorragt. Wie aus der Darstellung der Fig. 1B
entnehmbar, ist das zylindrische Gehäuse 26 hier in einem vorderen
Abschlußdeckel 37 des Nebenlagers 6 ausgebildet und an dessen vorderem
Ende mittels metallischer Halter 27 oder anderer geeigneter Be
festigungseinrichtungen angebracht.
Von einer noch eingehenderen Beschreibung des Ausführungsbeispiels
nach Fig. 1B soll hier jedoch abgesehen werden, da dessen Funktion wie
Aufbau prinzipiell auch aus der Beschreibung zu Fig. 1A verständlich
sind.
Die Fig. 4 bis 9 zeigen ein blattartig ausgebildetes Element 25, das an
der zylindrischen Innenoberfläche des Gehäuses 26 über eine (Fig. 4, 5, 6,
8 und 9) oder beide (Fig. 7) seiner Endkanten befestigt und durch den
Spalt am Kontaktpunkt 28 zwischen dem zylinderförmigen exzentrischen
Abschnitt 23 und dem Gehäuse 26 hindurchgeführt ist.
Wie den Figuren entnommen werden kann, übt das Blattelement 25 eine
Trennfunktion zwischen der Einlaß- 29 und der Druckkammer 30 aus,
deren Volumina festgelegt bzw. begrenzt werden durch die einander
gegenüberliegenden Flächen von Blattelement 25 und Innenfläche des
Gehäuses 26 bzw. durch die Befestigungskante 31 des Blattelementes 25
an der Innenfläche des Gehäuses 26 und der Kontaktstelle 28, und durch
die Seitenwände des Gehäuses 26, von denen (im Beispiel der Fig. 1A)
eine von der Seitenfläche 24 a des Kolbens 8 und dem exzentrischen
Abschnitt 36 der Kurbelwelle 7 und die andere von der Bodenfläche 32
des Gehäuses 26 gebildet wird.
Wie in den Fig. 1A, 4, 5, 6 und 7 dargestellt ist, ist die Einlaßkammer 29
der Ölpumpe mit dem Ölsumpf 34 am Boden des Gehäuses 3 über eine
Ansaugbohrung 33 a verbunden, die durch den Flansch 13 des Hauptlagers
5 hindurch verläuft. Die Druckkammer 30 ist ihrerseits an eine zentrale
Ölführungsleitung 39 über eine Ölabzugsbohrung 38 angeschlossen, die
radial durch den exzentrischen Abschnitt 23 der Kurbelwelle 7 hindurch
verläuft.
Die Verteilung des Öls von der zentralen Ölführungsleitung 39 an die
Flächen des Hauptlagers 5 und des Nebenlagers 6 und an die Innenfläche
des Drehkolbens 8 wird über eine oder mehrere radiale Öffnungen 38 a
(vgl. Fig. 1A) bewirkt. Es muß darauf hingewiesen werden, daß das am
Außenumfang liegende Mündungsende der Ölabzugsbohrung 38 (Fig. 1A, 4,
5, 6 und 7) in einer relativ zum Kontaktpunkt 28 zwischen exzentrischem
Abschnitt 23 und Innenfläche des Gehäuses 26 leicht winkelmäßig vorver
setzen Position angebracht ist, um das gesamte von der Pumpe
verdrängte Ölvolumen nutzen zu können.
Nach den Darstellungen der Fig. 1B, 8 und 9 ist die Einlaßkammer 29 an
den Ölsumpf 34 am Boden des Gehäuses 3 mittels eines Saugrohrs 33 b
angeschlossen.
Die Druckkammer 30 steht mit dem Nebenlager 6 und dem Hauptlager 5
über Schmiernuten in Verbindung, welche die unterschiedlichsten Formen
aufweisen können.
Bei den Darstellungen der Fig. 1B und 8 sind schraubenförmig
ausgebildete Nuten 35 in die Oberfläche der Kurbelwelle 7 eingelassen.
Diese schraubenförmig verlaufenden Nuten 35 dienen der Ölversorgung
längs des Nebenlagers 6, der Exzentrizität 35 und dem Hauptlager 5
gemäß üblicher Technik. Wie in Fig. 8 gezeigt ist, wird das von der
Pumpe verdrängte Öl durch das vordere Ende der schraubenförmig
verlaufenden Nut 35 abgezogen, das seinerseits in einer im Vergleich zum
Kontaktpunkt 28 leicht nach vorne versetzten Winkellage angebracht ist.
In Fig. 9 ist ein anderes konstruktives Beispiel gezeigt, bei dem das von
der Pumpe verdrängte Öl über eine Nut 40 abgezogen wird, die in der
zylindrischen Innenfläche des vorderen Abschlußdeckels 37 wie auch in
den Flächen des Nebenlagers 6 und des Hauptlagers 5 ausgebildet ist.
Ein wichtiger Punkt, auf den hinzuweisen ist, besteht darin, daß die freie
Endkante der in den Fig. 4, 5, 6, 8 und 9 dargestellten Blattelemente 25
ausreichend flexibel sein muß, um den Öldruck im gesamten Kammer
volumen der Druckkammer 30 ausgleichen zu können.
Ein weiterer Gesichtspunkt, der in Verbindung mit den Darstellungen der
Fig. 4, 5, 6, 8 und 9 zu erwähnen ist, besteht darin, daß das Blattelement
25 in Abhängigkeit von seinem Material und seiner Dicke auch in ver
kürzter Länge ausgeführt sein kann. Wenn etwa das Blattelement 25 aus
einem dünnen Kunststoffilm besteht, kann seine Länge kürzer ausgeführt
werden unter der Voraussetzung, daß noch ein ausreichendes Anhaften
des Films an der Oberfläche des exzentrischen Abschnitts 23 gegeben ist.
Dieses Anhaften geht auf den Ölfilm zurück, der durch die Rotation des
exzentrischen Abschnitts 23 ausgebildet wird und derart wirkt, daß der
die Einlaß- und die Druckseite der Pumpe trennende Film unter eine
leichte Spannung gesetzt wird.
Bei dem in Fig. 7 beschriebenen Beispiel wird das Ölvolumen, das
zwischen dem Blattelement 25 und der zylindrischen Oberfläche des
exzentrischen Abschnitts 23 (dargestellt durch die Fläche 41) einge
schlossen ist, einem Zwischendruck zwischen Zuleitungskammer 29 und
der Druckkammer 30 unterworfen, da Öl durch den Spalt zwischen dem
Blattelement 25 und den Seitenflächen des Gehäuses 26 hindurchtreten
kann. Dieses Lecköl beeinträchtigt die Wirksamkeit und Effizienz der
Pumpe jedoch nicht, da es im Verhältnis zu dem tatsächlich verdrängten
Volumen unwesentlich ist.
Claims (12)
1. Hermetisch geschlossener Kompressor mit horizontaler Antriebs
welle, der eine Kompressoreinheit mit einem einen Kolben aufnehmenden
Zylinder aufweist, wobei der Kolben von einer Kurbelwelle angetrieben
wird, die von einem Hauptlager und einem Nebenlager abgestützt wird,
ferner einen elektrischen Motor zum Drehantrieb der Kurbelwelle, eine Öl
pumpe, die um einen Abschnitt der Kurbelwelle herum ausgebildet wird
und in Flüssigkeitsverbindung mit einem Ölsumpf und mit den zu
schmierenden Teilen der Kompressoreinheit steht, und ein hermetisch
geschlossenes Gehäuse, das die Kompressoreinheit, den elektrischen
Motor, die Ölpumpe und den Schmierölsumpf umschließt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ölpumpe einen zylindrischen, exzentrischen Abschnitt (23) an der Kurbelwelle (7), der innerhalb eines zylindrischen Gehäuses (26) umläuft, das konzentrisch zur geometrischen Achse der Kurbelwelle (7) und in einem der Lager (5 oder 6) oder in einem Abschlußdeckel (37) des Nebenlagers (6) vorgesehen ist,
und wenigstens ein gekrümmtes und längliches Blattelement (25) mit einer der axialen Länge des zylindrischen Gehäuses (26) entsprechenden Breite aufweist, von dem wenigstens eine seiner Endkanten an einem Punkt (31) auf der Innenfläche des Gehäuses (26) befestigt ist und das im Kontaktpunkt (28) zwischen dem zylindrischen Gehäuse (26) und dem exzentrischen Abschnitt ( 23) derart zwischengeschalte ist, daß eine Ein laßkammer (29) und eine Kompressionskammer (30) festgelegt werden, wobei jeweils eine derselben in einem Raum des zylindrischen Gehäuses (26) zwischen dem Befestigungspunkt (31) des Blattelementes (25) und dem Kontaktpunkt (28) ausgebildet wird und wobei die Einlaßkammer (29) und die Kompressionskammer (30) jeweils in Flüssigkeitsverbindung mit dem im Ölsumpf gesammelten Schmieröl bzw. mit den zu schmierenden Teilen der Kurbelwelle (7) und der Lager (5 und 6) stehen.
daß die Ölpumpe einen zylindrischen, exzentrischen Abschnitt (23) an der Kurbelwelle (7), der innerhalb eines zylindrischen Gehäuses (26) umläuft, das konzentrisch zur geometrischen Achse der Kurbelwelle (7) und in einem der Lager (5 oder 6) oder in einem Abschlußdeckel (37) des Nebenlagers (6) vorgesehen ist,
und wenigstens ein gekrümmtes und längliches Blattelement (25) mit einer der axialen Länge des zylindrischen Gehäuses (26) entsprechenden Breite aufweist, von dem wenigstens eine seiner Endkanten an einem Punkt (31) auf der Innenfläche des Gehäuses (26) befestigt ist und das im Kontaktpunkt (28) zwischen dem zylindrischen Gehäuse (26) und dem exzentrischen Abschnitt ( 23) derart zwischengeschalte ist, daß eine Ein laßkammer (29) und eine Kompressionskammer (30) festgelegt werden, wobei jeweils eine derselben in einem Raum des zylindrischen Gehäuses (26) zwischen dem Befestigungspunkt (31) des Blattelementes (25) und dem Kontaktpunkt (28) ausgebildet wird und wobei die Einlaßkammer (29) und die Kompressionskammer (30) jeweils in Flüssigkeitsverbindung mit dem im Ölsumpf gesammelten Schmieröl bzw. mit den zu schmierenden Teilen der Kurbelwelle (7) und der Lager (5 und 6) stehen.
2. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Blatt
element (25) aus einem hitzebeständigen und mit den chemischen
Eigenschaften des Mediums verträglichen Kunststoffilm besteht.
3. Kompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Blatt
element (25) aus einem flexiblen, verschleißfesten und er
müdungsbeständigen Metall besteht.
4. Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Einlaßkammer (29) der Ölpumpe mit dem Ölsumpf
(34) am Boden des Gehäuses (3) über eine Ansaugbohrung (33 a) durch das
Hauptlager (5) oder das Nebenlager (6) verbunden ist.
5. Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Einlaßkammer (29) der Ölpumpe mit dem Ölsumpf (34)
am Boden des Gehäuses (3) über ein Ansaugrohr (33 b) verbunden ist.
6. Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kompressionskammer (30) an eine zentrale Öl
leitung (39) über eine Öl-Abzugsbohrung (38), die radial durch den
exzentrischen Abschnitt (23) verläuft, angeschlossen ist, wobei die Öl
leitung (39) mit den Oberflächenbereichen der Kurbelwelle (7), die eine
Schmierung erfordern, über radiale Öffnungen (38 a) in der Kurbelwelle (7)
in Flüssigkeitsverbindung steht.
7. Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Kompressionskammer (30) mit dem Nebenlager (6) und
dem Hauptlager (5) über Schmiernuten in Verbindung steht.
8. Kompressor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schmiernuten in Form von schraubenförmig verlaufenden Nuten (35) in
der Kurbelwellenoberfläche ausgebildet sind.
9. Kompressor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schmiernuten (40) in der zylindrischen Innenfläche des Abschlußdeckels
(37) und in den Lagerflächen des Nebenlagers (6) sowie des Hauptlagers
(5) ausgebildet sind.
10. Kompressor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende
der Ölabzugsbohrung (38) am Außenumfang des exzentrischen Abschnitts
(23) relativ zur Lage des Kontaktpunktes (28) zwischen diesem und der
Innenfläche des Gehäuses (26) um einen kleinen Winkelversatz vorverlegt
ist.
11. Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß eine der Seitenwände des zylindrischen Gehäuses (26)
durch einen Teil der Seitenflächen (24 a) des Kolbens (8) und/oder den
exzentrischen Abschnitt (36) der Kurbelwelle (7) festgelegt wird.
12. Kompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Ölpumpe als Verdrängerpumpe ausgebildet ist.
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