DE4302242C2 - Rotationskolbenverdichter mit waagerechter Drehachse - Google Patents
Rotationskolbenverdichter mit waagerechter DrehachseInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen eine waagerechte Dreh
achse aufweisenden Rotationskolbenverdichter gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 zur Verwendung z. B.
in einem Kälte- oder Kühlgerät für das Ansaugen eines
Niedrigdruck-Kältemittelgases und das Auslassen eines
Hochdruck-Kältemittelgases.
Es ist bereits ein Horizontal-Rotationskolbenverdichter zur
Verwendung z. B. in einem Kälte- oder Kühlgerät bekannt.
Bei diesem Verdichter ist ein eine waagerechte Dreh
achse aufweisender Rotor in einem langgestreckten, ab
gedichteten gekapselten Gehäuse untergebracht. In
einem inneren Bodenabschnitt des abgedichteten Gehäuses
ist ein Ölreservoir für ein Schmieröl ausgebildet. Eine
Ölzuführvorrichtung dient zum Ansaugen des Schmieröls aus
dem Ölreservoir bei der Drehung des Rotors und zum Zu
speisen des Öls zu einem am Rotor vorgesehenen Verdich
termechanismus.
Bei einem normalen Vertikal-Verdichter ist ein Rotor
lotrecht angeordnet und mit seinem unteren Endabschnitt
in ein Schmieröl in einem Ölreservoir, das an oder in
einem inneren Bodenabschnitt eines abgedichteten Gehäuses
geformt ist, eingetaucht. Eine Ölzuführvorrichtung dieses
Verdichters kann somit unter Nutzung einer bei der Drehung
des Rotors erzeugten Zentrifugal- oder Fliehkraft das
Schmieröl einfach und sicher ansaugen und einem Verdichter
mechanismus zuspeisen.
Beim Horizontal-Verdichter liegt dagegen die
Achse des Rotors waagerecht und parallel zum Flüssigkeits
spiegel des Schmieröls im Ölreservoir; je nach der Ver
dichtungsleistung des Verdichters kann dabei ein beträcht
licher Abstand zwischen dem Rotor und dem Schmierölspie
gel vorhanden sein.
Der Horizontal-Verdichter muß daher speziell mit
einer höchst zuverlässigen Ölzuführvorrichtung zur Gewähr
leistung eines sicheren Hochsaugens des Schmieröls ver
sehen sein.
Ein Beispiel eines Horizontal-Rotationskolbenverdichters ist
ein sog. Wendelsteg-Verdichter, der
einen vergleichsweise einfachen Aufbau und eine hohe Ab
dichtleistung besitzt, einen hohen Verdichtungswirkungs
grad gewährleistet und eine einfache Fertigung und Mon
tage seiner Teile zuläßt.
Fig. 14 veranschaulicht ein Beispiel einer Ölzuführ
vorrichtung bei einem solchen Horizontal-Rotationskolbenverdichter.
Ein unterer offener Endabschnitt
eines Ölansaugrohrs 102 ist in ein Schmieröl eingetaucht,
das in einem in einem inneren Bodenabschnitt eines ab
gedichteten gekapselten Gehäuses 100 geformten Ölreser
voir 101 enthalten ist.
Unter dem Einfluß von in das abgedichtete Gehäuse
100 ausgetragenem Hochdruckgas wird die Flüssigkeitsober
fläche des im Ölreservoir 101 enthaltenen Schmieröls
hochgedrückt, und das Öl wird durch das Ölansaugrohr
102 hochgesaugt.
Das aufwärts angesaugte Öl wird über einen zwischen
einem Lager 103 und einer Stirnfläche eines Wellenab
schnitts einer Rotorwalze 104 festgelegten Raum zu einer
in der Rotorwalze 104 axial geformten Ölspeisebohrung
105 geleitet, die ihrerseits mit der Sohle einer nicht
dargestellten schraubenförmigen Nut, in die ein
Wendelsteg eingesetzt ist, kommuniziert.
Das Schmieröl wird dabei einer zwischen dem Steg und
der Sohle der Nut festgelegten Kammer zugeführt.
Weiterhin wird das Öl verschiedenen Teilen des Ver
dichtermechanismus zugespeist, z. B. einem Gleitabschnitt
zwischen dem Steg und der Wendelnut, einem Gleitabschnitt
zwischen dem Steg und einem Zylinder 106 sowie Gleit
abschnitten zwischen dem Lager 103 einerseits sowie dem
Zylinder 106 und der Rotorwalze 104 andererseits. Hier
durch wird ein gleichmäßiger bzw. reibungsarmer Be
trieb des Verdichtermechanismus gewährleistet.
Diese Ölzuführvorrichtung ist jedoch mit den folgen
den Problemen behaftet:
Das im Ölreservoir 101 enthaltene Schmieröl wird
aufgrund der Druckdifferenz bzw. des Wirkdrucks zwischen
dem Gasdruck im abgedichteten Gehäuse 100, in welches
das Hochdruck-Kältemittelgas entlassen wird, und dem Druck
in der Kammer, die durch die Sohle der Wendelnut (d. h. dem
Auslaß der Ölspeisebohrung 105) und dem Wendelsteg fest
gelegt ist, über das Ölansaugrohr 102 hochgesaugt. Die
Lage des Auslasses der Ölspeisebohrung 105 ist so be
stimmt, daß der in der Kammer herrschende Druck einem
mittleren Druck zwischen dem Auslaßdruck des Kältemit
telgases und dem Ansaugdruck entspricht.
Außerdem wird das der Kammer zugespeiste Schmieröl
zu einem durch den Steg festgelegten Verdichtungsraum ge
leitet, in welchem das Öl zusammen mit dem Kältemittelgas
verdichtet wird. Aufgrund der Ölverdichtungswirkung kann
daher eine große Belastung auftreten, durch welche der
(die) Verdichtungswirkungsgrad oder -leistung herabge
setzt wird.
Beim Abstellen des Verdichters kehrt zudem das
Schmieröl aufgrund der Druckdifferenz zwischen dem
Druck in der Kammer (d. h. dem Auslaß der Ölspeiseboh
rung 105) und dem Druck im Ölansaugabschnitt zum Ansaug
abschnitt zurück.
Beim Wiederanfahren dauert es daher ziemlich lange,
bis das Schmieröl den verschiedenen Gleitabschnitten zu
gespeist wird; die Ölzufuhr zu beispielsweise einem Old
ham-Mechanismus wird dabei unzureichend.
Wenn das Schmieröl vom Auslaß der Ölspeisebohrung
105 den Verdichtungsraum erreicht, tritt erneut die
Ölverdichtungswirkung auf, so daß eine große Belastung
einwirkt. Aus den angegebenen Gründen ist die Zuverlässig
keit dieser Ölzuführvorrichtung gering.
Ein gattungsgemäßer Rotationskolbenverdichter mit waagerechter
Drehachse ist aus der US-PS 50 26 264 bekannt. Dieser
bekannte Rotationskolbenverdichter weist insbesondere ein
abgedichtetes Gehäuse auf, in dem ein Verdichtermechanismus
angeordnet ist, bestehend aus einem mit einem schraubenförmigen Wendelsteg
versehenen Rotor, der in einem Zylinder exzentrisch
angeordnet ist und sich mit diesem zusammen durch eine
Motoreinheit angetrieben dreht. Die Schmierölversorgung bei
diesem Fluidverdichter entspricht den vorstehend
beschriebenen Ausgestaltungen mit den bereits geschilderten
Nachteilen.
Eine angetriebene Ölzuführungsvorrichtung zur Schmierung
ausschließlich der Lager einer rotierenden Welle eines
Spiralkompressors ist in der DE-OS 38 25 690 beschrieben,
wobei die Ölzuführungsvorrichtung als Trochoidenpumpe
ausgebildet ist.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines eine
waagerechte Drehachse aufweisenden Rotationskolbenverdichters mit
einer Ölzuführeinrichtung, wobei unter Verbesserung der
Schmiereigenschaften oder -leistung stets eine ausrei
chende Ölzuführmenge aufrechterhalten werden kann, Öl
verdichtung und das Auftreten einer hohen Belastung ver
mieden werden können, ein Zurückfließen von Schmieröl
beim Abstellen des Verdichters verhindert werden kann
und eine Ölverdichtung beim Wiederanfahren vermieden
wird, so daß der Verdichter insgesamt hohe Betriebszu
verlässigkeit gewährleistet.
Gegenstand der Erfindung ist ein Rotationskolbenverdichter mit
einer waagerechten Drehachse gemäß Anspruch 1.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen angegeben.
Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der
Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der
beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 bis 3 eine Ausführungsform der Erfindung, wo
bei im einzelnen zeigen:
Fig. 1 eine Längs-Schnittansicht eines Rotationskolbenverdichters mit
Wendelsteg,
Fig. 2 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Darstel
lung einer Ölzuführvorrichtung im Rotationskolbenverdich
ter und ihres Umfangs-Abschnitts,
Fig. 3 eine Darstellung der Ausbildung einer als Öl
zuführvorrichtung dienenden Trochoidpumpe;
Fig. 4 bis 13 eine andere Ausführungsform der Erfin
dung, wobei im einzelnen zeigen:
Fig. 4 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Darstel
lung einer Ölzuführvorrichtung und ihres Um
fangsabschnitts,
Fig. 5 eine lotrechte Längs-Schnittansicht eines Rotationskolben
verdichters mit einer Ölzuführvorrichtung einer
anderen Ausgestaltung,
Fig. 6 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene, aus
einandergezogene Darstellung der Ölzuführvor
richtung nach Fig. 5,
Fig. 7 eine lotrechte Längs-Schnittansicht eines Rotationskolben
verdichters einer anderen Ausgestaltung,
Fig. 8 eine lotrechte Schnittansicht einer Ölzuführ
vorrichtung einer anderen Ausgestaltung,
Fig. 9A eine lotrechte Schnittansicht eines Nebenla
gers der Ölzuführvorrichtung,
Fig. 9B einen lotrechten Schnitt längs der Linie B-B
in Fig. 9A,
Fig. 10 eine Seitenansicht eines Wellenabschnitts und
eines Wendelstegs, die Teile der Ölzuführvor
richtung bilden,
Fig. 11 eine auseinandergezogene Darstellung von Wel
lenabschnitt und Wendelsteg,
Fig. 12 eine lotrechte Schnittansicht einer Ölzuführ
vorrichtung einer anderen Ausgestaltung,
Fig. 13A eine lotrechte Schnittansicht eines Nebenla
gers als Teil der Ölzuführvorrichtung und
Fig. 13B einen lotrechten Schnitt längs der Linie B-B
in Fig. 13A; sowie
Fig. 14 eine lotrechte Längs-Schnittansicht einer her
kömmlichen Ölzuführvorrichtung bei einem Rotationskolben
verdichter mit Wendelsteg.
Fig. 14 ist eingangs bereits erläutert worden.
Der im folgenden beschriebene Rotationskolbenverdichter gemäß
einer Ausführungsform der Erfindung wird als Teil eines
Kälte- oder Kühlgeräts verwendet.
Gemäß Fig. 1 umfaßt ein in waagerechter Richtung
langgestreckter Verdichterkörper 1 ein waagerechtes, ab
gedichtetes gekapseltes Gehäuse 2, dessen beide Endab
schnitte abgedichtet sind, sowie eine Motoreinheit 3 und
einen Verdichtermechanismus 4, die
beide innerhalb des abgedichteten Gehäuses 2 angeord
net sind.
Der Verdichtermechanismus 4 weist einen hohlen
Zylinder 5 auf, an dessen Außenumfang ein einen Teil
der Motoreinheit 3 bildender Rotor 6 angebracht ist.
Rotor 6 und Zylinder 5 sind zueinander konzentrisch.
Um den Rotor 6 herum ist ein an der Innenumfangs
fläche des abgedichteten Gehäuses 2 befestigter Stator
7 angeordnet. Rotor 6 und Stator 7 bilden die Motorein
heit 3.
Ein an einer Seiten- oder Stirnwand des Gehäuses 2
befestigtes Hauptlager 8 ist mit luftdichter Abdichtung
und losem Sitz in den Öffnungsabschnitt des Zylinders 5
an dessen einer Seite eingesetzt.
Ein an der anderen Seiten- oder Stirnwand des Gehäuses
2 befestigtes Nebenlager 9 ist unter luftdichter Abdichtung
und mit losem Sitz in den Öffnungsabschnitt des Zylinders
5 an dessen anderer Seite eingesetzt.
Der eine waagerecht liegende Achse aufweisende Zylin
der 5 ist somit im abgedichteten Gehäuse 2 untergebracht.
Die beiden Endabschnitte des Zylinders 5 sind mittels des
Hauptlagers 8 und des Nebenlagers 9 drehbar gelagert.
Im Innenraum des Zylinders 5 ist längs dessen Achse
eine massive, zylindrische Rotorwalze 10 angeordnet.
Die Mittelachse der Rotorwalze 10 ist in einem be
stimmten Ausmaß gegenüber der Mittelachse des Zylinders 5
außermittig oder exzentrisch angeordnet. Ein Teil des
Außenumfangs der Rotorwalze 10 steht längs der Achse
des Zylinders 5 mit dessen Innenumfangsfläche in Berüh
rung.
Das Hauptlager 8 dient zur drehbaren Lagerung eines
ersten Wellenabschnitts 10a der Rotorwalze 10, während
das Nebenlager 9 einen zweiten Wellenabschnitt 10b der
Rotorwalze 10 drehbar lagert.
Am einen Ende der Rotorwalze 10 ist ein als Antriebs-
oder Mitnehmereinrichtung wirkender Oldham-Mechanismus 11
angeordnet. Der Oldham-Mechanismus 11 dient zur Verbin
dung von Zylinder 5 und Rotorwalze 10 und zur Übertra
gung eines Drehmoments des Zylinders 5 auf die Rotorwalze
10, wenn der Zylinder 5 rotiert, so daß Zylinder 5 und
Rotorwalze 10 gleichzeitig und mit unterschiedlichen Um
fangsgeschwindigkeiten in Drehung versetzt werden.
Zwischen den beiden Wellenabschnitten 10a und 10b ist
in der Außenumfangsfläche der Rotorwalze 10 eine nicht
dargestellte schraubenförmige Nut ausge
bildet, deren Steigung sich vom ersten Wellenabschnitt
10a zum zweiten Wellenabschnitt 10b hin allmählich
verkleinert.
In die Wendelnut ist ein Wendelsteg 12
einer im wesentlichen der Breite der Wendelnut entspre
chenden Dicke eingesetzt. Der Wendelsteg 12 ist aus einem
von Metallen verschiedenen, sehr reibungsarmen Werkstoff,
wie Fluorharz oder Kunstharz geformt. Ein derartiger Werk
stoff besitzt ein niedrigeres spezifisches Gewicht und
daher eine geringere Masse als ein Metallwerk
stoff.
Der Wendelsteg 12 kann über seine Gesamtlänge hin
weg in Radialrichtung der Rotorwalze 10 aus der Wendel
nut heraus vorstehen und in diese eintreten. Der Außen
umfang des Wendelstegs 12 vermag über die Innenumfangs
fläche des Zylinders 5 zu gleiten, während ersterer mit
letzterem in inniger Berührung steht.
Der Raum zwischen der Innenumfangsfläche des Zylin
ders 5 und der Außenumfangsfläche oder Mantelfläche der
Rotorwalze 10 ist durch den Wendelsteg 12 in mehrere
Verdichtungsräume 13 unterteilt.
Entsprechend der Steigung der Wendelnut verkleinern
sich die Volumina der Verdichtungsräume 13 vom einen
Ende der Rotorwalze 10 zu ihrem anderen Ende.
Im Hauptlager 8 ist parallel zu einem Lagerabschnitt
für den Wellenabschnitt 10a eine axial verlaufende An
saugöffnung 14 ausgebildet, deren einer Endabschnitt
mit einem an das Gehäuse 2 angeschlossenen Ansaugrohr
15 in Verbindung steht. Das Ansaugrohr 15 kommuniziert
mit einem nicht dargestellten Verdampfer, der einen Bau
teil des Kälte- oder Kühlgeräts bildet.
Der andere endseitige Öffnungsabschnitt der Ansaug
öffnung 15 mündet in das Innere des Zylinders 5.
Ein mit einem nicht dargestellten Kondensor als
Bauteil des Kälte- oder Kühlgeräts in Verbindung stehen
des Auslaßrohr 16 ist mit dem oberhalb des Ansaugrohrs
15 befindlichen Teil des abgedichteten Gehäuses 2 ver
bunden.
In einem inneren Bodenteil des abgedichteten Gehäuses
2 ist ein Ölreservoir 17 zur Aufnahme eines Schmieröls
geformt. Das im Ölreservoir 17 befindliche Schmieröl
wird durch eine noch näher zu beschreibende Ölzuführein
richtung K hochgesaugt und dem Verdich
termechanismus 4 zugespeist.
Insbesondere ist dabei ein unterer Endabschnitt
eines Ölansaugrohrs 18 in das im Ölreservoir 17 enthal
tene Schmieröl eingetaucht. Ein oberer Endabschnitt des
Ansaugrohrs 18 ist mit einer im Hauptlager 8 ausgebilde
ten Ölansaugöffnung 19 verbunden.
Am einen Endabschnitt des Hauptlagers 8 ist eine mit
der Ölansaugöffnung 19 kommunizierende Pumpeneinheit 20
vorgesehen. In der Rotorwalze 10 ist von der Stirnfläche
des ersten Wellenabschnitts 10a zur Stirnfläche des zwei
ten Wellenabschnitts 10b eine axial verlaufende Ölspeise
bohrung 21 ausgebildet. Ein Öffnungsend
abschnitt der Ölspeisebohrung 21 im ersten Wellenab
schnitt 10a ist der Pumpeneinheit 20 zugewandt, während
ein Öffnungsendabschnitt der Ölspeisebohrung 21 im zwei
ten Wellenabschnitt 10b dem Oldham-Mechanismus 11 zuge
wandt ist.
Der der Pumpeneinheit 20 zugewandte Endabschnitt
der Ölspeisebohrung 21 ist an der Stirnfläche des Wel
lenabschnitts 10a exzentrisch zur Mittelachse der Rotor
walze 10 angeordnet, wobei die Ölspeisebohrung 21 von
der Stirnfläche des Wellenabschnitts 10a abgeht. An
einer gegebenen Stelle ist die Ölspeisebohrung 21 so
abgebogen, daß sie einen auf der Achse der Rotorwalze
10 liegenden Punkt erreicht.
Die Fig. 2 und 3 sind vergrößerte Darstellungen
der Pumpeneinheit 20.
Die Pumpeneinheit 20 weist eine Trochoidpumpen
struktur auf. Dabei sind ein Innenzahnrad 24 und ein
Außenzahnrad 25 zwischen einem Ansaugdeckel 22 und
einem Austragdeckel 23 eingeschlossen. Innen- und Außen
zahnrad 24 bzw. 25 sind exzentrisch zueinander drehbar;
außerdem stehen die Zahnräder 24 und 25 teilweise in
Eingriff miteinander.
Der Ansaugdeckel 22 mit einer Dichtungsanordnung
ist unter luftdichter Abdichtung mittels eines nicht
dargestellten, eine Drehung verhindernden
Mechanismus in einen Innenraum 8a des Hauptlagers 8
eingesetzt.
Der Ansaugdeckel 22 ist mit einer mit der Ölansaug
öffnung 19 kommunizierenden Saugöffnung 26 versehen.
Gemäß Fig. 3 weist die Saugöffnung 26 eine bogenförmi
ge Gestalt auf, und sie ist an der einen Seite (der
rechten Seite gemäß Fig. 3) einer lotrechten Achse CL,
von der Stirnfläche des Hauptlagers 8 aus gesehen, an
geordnet.
Der Auslaßdeckel 23 ist mittels eines eine Drehung
verhindernden Mechanismus (nicht dargestellt) in das
Hauptlager 8 eingesetzt. Der Auslaßdeckel 23 ist mit
einer bogenförmigen Auslaßöffnung 27 versehen, die
an der anderen Seite (der linken Seite gemäß Fig. 3)
der lotrechten Achse CL, in Fig. 3 gesehen, angeordnet
ist.
An der einen Seiten- bzw. Stirnfläche des Innenzahn
rads 24 ist eine Fixier-Stange 28 vorgesehen, die mit
festem Sitz in den Rotorwalzen-Wellenabschnitt 10a ein
gesetzt ist. Das Innenzahnrad 24 ist somit mit der Rotor
walze 10 mitdrehbar.
Gemäß den Fig. 2 und 3 liegt die Mittelachse La des
Innenzahnrads 24 um ein Exzentrizitätsmaß s höher als
die Mittelachse Lb des Außenzahnrads 25. Das Innenzahn
rad 24 weist vier auf gleiche Umfangsabstände verteilte
Zähne 29 auf.
Die Innenumfangsfläche des Außenzahnrads 25 ist mit
fünf auf gleiche Umfangsabstände verteilten Ausnehmungen
30 versehen.
Konfiguration und Eingriffszustand der Ausnehmungen
30 und der Zähne 29 des Innenzahnrads 24 können denen bei
einer gewöhnlichen Trochoidpumpe entsprechen.
Im folgenden ist die Arbeitsweise des oben beschrie
benen Rotationskolbenverdichters erläutert.
Die Motoreinheit 3 wird zum Drehen des Zylinders 5
aktiviert. Ein Drehmoment des Zylinders 5 wird über den
Oldham-Mechanismus 11 auf die Rotorwalze 10 übertragen.
Die Rotorwalze 10 rotiert dabei, während sie mit einem
Teil in Berührung mit der Innenumfangsfläche des Zylin
ders 5 bleibt, wobei sich der Wendelsteg 12 mit der Ro
torwalze 10 mitdreht.
Da der Wendelsteg 12 rotiert, während seine Außenum
fangsfläche mit der Innenumfangsfläche des Zylinders 5
in Berührung steht, wird der Wendelsteg 12 in die Wendel
nut hineingedrückt, wenn er sich einem Berührungsab
schnitt zwischen der Mantelfläche der Rotorwalze 10 und
der Innenumfangsfläche des Zylinders 5 nähert. Bei der
Wegbewegung vom Berührungsabschnitt verschiebt sich der
Wendelsteg 12 aus der Wendelnut heraus.
Von dem nicht dargestellten Verdampfer wird über
das Ansaug- oder Saugrohr 15 Kältemittelgas eines niedri
gen Drucks in die Saugöffnung 14 eingeleitet, wobei das
Gas in den einen Verdichtungsraum 13 eintritt, der zwi
schen dem Öffnungsende der Saugöffnung 14 und dem einen
Endabschnitt des Zylinders 5 festgelegt ist.
Das vom Verdichtungsraum 13 aufgenommene Kältemit
telgas wird bei der Verschiebung des Verdichtungsraums
13 entsprechend der Drehung der Rotorwalze 10 geför
dert.
Aufgrund der gewählten Steigung des Wendelstegs 12
verkleinert sich das Volumen des Verdichtungsraums 13
bei seiner Bewegung. Das im Verdichtungsraum 13 enthal
tene Gas wird daher fortlaufend komprimiert und unter
Druck gesetzt.
Wenn sich der Verdichtungsraum 13 zum Austragab
schnitt bewegt (hat), wird oder ist das komprimierte
Gas auf einen vorbestimmten Druckwert gebracht.
Das Hochdruckgas wird aus dem sich zum Austragab
schnitt verlagernden Verdichtungsraum 13 in den Innen
raum des abgedichteten Gehäuses 2 ausgetragen.
Auf diese Weise wird entsprechend der Drehung des
Zylinders 5 und der Rotorwalze 10 durch den Verdichtungs
raum 13 am Ansaugabschnitt das Niederdruckgas fortlau
fend angesaugt, wobei das Gas fortlaufend gefördert und
verdichtet und in den Innenraum des Gehäuses 2 ausge
tragen wird.
Das Gehäuse 2 ist oder wird mit dem Hochdruckgas ge
füllt, das sodann über das Auslaßrohr 16 zu dem nicht
dargestellten Kondensor geleitet wird.
Der Druck des das abgedichtete Gehäuse 2 füllenden
Hochdruckgases wirkt auf den Flüssigkeitsspiegel des
Schmieröls im Ölreservoir 17; ein Teil des Schmieröls
wird dabei über das Ansaugrohr 18 hochgesaugt.
Andererseits wird die Pumpeneinheit 20 aufgrund der
Drehung der Rotorwalze 10 angetrieben, wodurch die Hoch
saugwirkung für das Schmieröl unterstützt wird.
In der Pumpeneinheit 20 wirkt das sich mit der Rotor
walze 10 mitdrehende Innenzahnrad 24 als Hauptantrieb.
Die Zähne 29 des Innenzahnrads 24 greifen in die Ausneh
mungen 30 des Außenzahnrads 25 ein, wodurch letzteres ge
dreht wird.
Das über die Saugöffnung 26 eingeführte Schmieröl
wird bei der Drehung der Zahnräder 24 und 25 und bei
sich änderndem Volumen des Raums zwischen den Zähnen 29
und den Ausnehmungen 30 in dem zwischen den Zähnen 29 und
den Ausnehmungen 30 festgelegten Raum unter Druck gesetzt.
Das so unter Druck gesetzte Schmieröl wird zur Auslaß
öffnung 27 geleitet.
Das unter Druck gesetzte Schmieröl wird von der Pumpen
einheit 20 abgegeben, durch die Ölspeisebohrung 21 geführt
und am Öffnungsende der Ölspeisebohrung 21 dem Oldham-
Mechanismus 11 zugespeist. Hierdurch wird ein gleich
mäßiger bzw. reibungsarmer Betrieb des Oldham-Mechanis
mus 11 gewährleistet.
Der Oldham-Mechanismus 11 ist ein an der Gasauslaß
seite des Verdichtungsraums 13 vorgesehener Gleitabschnitt.
Das Öl wird dem Oldham-Mechanismus von der Pumpeneinheit
20 her unmittelbar zwangsweise zugespeist.
Das Schmieröl wird durch den Oldham-Mechanismus 11
verteilt bzw. verspritzt und den Gleitabschnitten zwi
schen Wendelnut und Wendelsteg 12, zwischen dem Wendel
steg 12 und dem Zylinder 5, zwischen dem Zylinder 5 einer
seits sowie dem Hauptlager 8 und dem Nebenlager 9 anderer
seits sowie zwischen den beiden Wellenabschnitten 10a und
10b der Rotorwalze 10 einerseits und den Lagerabschnit
ten von Hauptlager 8 und Nebenlager 9 andererseits zu
geführt.
Die Schmierölzufuhr zu den Gleitabschnitten des Ver
dichtermechanismus 4 erfolgt somit sicher und zuverläs
sig. Demzufolge werden eine ausreichende Schmierung der
Gleitabschnitte sichergestellt und Verschleiß minimiert.
Aufgrund der Zuführung des Schmieröls unmittelbar
zum Oldham-Mechanismus 11 (d. h. zum Gleitabschnitt an
der Gasauslaßseite) tritt außerdem keine Ölverdich
tungswirkung im Verdichtungsraum 13 auf, so daß keine
große Belastung entsteht.
Wenn der Verdichter abgestellt wird, strömt das
Schmieröl nicht von der Pumpeneinheit 20 zurück; zum
Zeitpunkt eines Wiederanfahrens tritt ebenfalls keine
Ölverdichtung auf.
Infolgedessen kann eine Ölzuführvorrichtung Ka
mit einer Trochoidpumpenstruktur gemäß Fig. 4 einge
setzt werden.
Die an der einen Stirnfläche eines Innenzahnrads
24A vorgesehene Fixier-Stange 28 ist mit festem Sitz
in die Rotorwalze 10 eingesetzt. Die Mittelachse L1
des Innenzahnrads 24A stimmt mit der Mittelachse L1
der Rotorwalze 10 überein.
Die Mittelachse L2 eines Außenzahnrads 25A stimmt
mit der Mittelachse L2 des Zylinders 5 überein. Ein
Außenumfangsabschnitt des Zahnrads 25A ist drehbar in
das Hauptlager 8 eingesetzt. Die Mittelachse L2 des
Hauptlagers 8 stimmt mit der Mittelachse L2 des Außen
zahnrads 25A und des Zylinders 5 überein.
Andererseits liegt die Mittelachse L2 des Zylin
ders 5 außermittig oder exzentrisch zur Mittelachse L1
der Rotorwalze 10. Die Mittelachse L1 des Innenzahn
rads 24A ist daher im gleichen Maße exzentrisch zur
Mittelachse L2 des Außenzahnrads 25A.
In der Innenumfangsfläche des Außenzahnrads 25A
sind in regelmäßigen Abständen Ausnehmungen geformt.
Konfiguration und Eingriffszustand der Ausnehmungen
und der Zähne des Innenzahnrads 24A können denen bei
einer gewöhnlichen Trochoidpumpe entsprechen.
Bei dieser Ölzuführvorrichtung Ka stimmt die Mit
telachse L1 des Innenzahnrads 24A mit der Mittelachse
L1 der Rotorwalze 10 überein, während die Mittelachse
L2 des Außenzahnrads 25A mit der Mittelachse L2 des
Zylinders 5 übereinstimmt. Infolgedessen ist bei der
Ausbildung des Innenraums des Hauptlagers 8, das als
Positionierreferenz für die Pumpeneinheit 20A dient,
keine exzentrische maschinelle Bearbeitung erforderlich,
so daß die Zahl der Fertigungsschritte verkleinert sein
kann.
Das Außenzahnrad 25A kann mit einfacher Positionie
rung oder Ausrichtung und ohne Verwendung eines Ansaug
deckels 22A montiert oder eingesetzt werden. Die Aus
gestaltungen von Ansaugdeckel 22A und Auslaßdeckel 23A
können vereinfacht sein.
Bei den obigen Ausführungsformen wird als Ölzuführ
einrichtung die Ölzuführvorrichtung mit der Trochoid
pumpenstruktur verwendet. Die Pumpenstruktur ist je
doch nicht hierauf beschränkt, vielmehr kann auch eine
Pumpe der nachstehend beschriebenen Ausgestaltung ver
wendet werden.
Fig. 5 veranschaulicht einen Rotationskolbenverdichter mit
einer Ölzuführvorrichtung Kb.
Der Aufbau dieses Rotationskolbenverdichters ist grundsätzlich
der gleiche wie beim Rotationskolbenverdichter gemäß Fig. 1, nur
mit Ausnahme der nachstehend beschriebenen Ölzuführ
struktur. Die wesentlichen Teile sind daher mit den
gleichen Bezugsziffern wie vorher bezeichnet und nicht
mehr im einzelnen beschrieben.
Fig. 6 veranschaulicht die Einzelheiten der Ölzu
führvorrichtung Kb.
Das Hauptlager 8A umfaßt ein axial verlaufendes
Lagerteil 8a, ein um ein Maß e zum Lagerteil 8a ex
zentrisches Lagerteil 8b und eine in einem geeigneten
Maß zum Lagerteil 8b exzentrische Ölführungskammer 8c.
Zumindest die oberen Endabschnitte W des Lagerteils
8a und des exzentrischen Lagerteils 8b liegen in der
gleichen Position.
Der Wellenabschnitt 10a ist mit einem schraubenförmigen
Abschnitt 31 versehen, der einen kleineren Durchmesser
als der Wellenabschnitt 10a besitzt. Im schraubenförmigen Ab
schnitt 31 ist eine schraubenförmige oder wendelförmi
ge Nut ausgebildet, in welche ein Wendelteil 32 radial
bewegbar oder verschiebbar eingesetzt ist (d. h. das Wen
delteil 32 kann sich gegenüber der Nut heraus- und hinein
bewegen). Der Durchmesser des Wendelteils 32 entspricht
dem des exzentrischen Lagerteils 8b. Wenn der Rotorwalzen-
Wellenabschnitt 10a in das Lagerteil 8a eingesetzt ist,
wird das Wendelteil 31 in das exzentrische Lagerteil 8b
eingeführt. Infolgedessen ist oder wird zwischen dem
Umfang des schraubenförmigen Abschnitts 31 und dem Umfang des
exzentrischen Lagerteils 8b eine exzentrische Kammer 33
festgelegt.
Ein Teil des Wendelteils 32 ragt in die exzentrische
Kammer 33 hinein und unterteilt diese in eine Anzahl von
geschlossenen Kammern.
Das Hauptlager 8A ist mit einem Öl
ansaugdurchgang 19a versehen. Gemäß Fig. 5 weist der Öl
ansaugdurchgang 19a einen am unteren Endabschnitt des
Hauptlagers 8A angeformten Öffnungsendabschnitt inner
halb des Schmieröls im Ölreservoir 17 auf. Der Ansaug
durchgang 19a verläuft lotrecht längs der Wand des
Hauptlagers 8A. Ein oberer Öffnungsabschnitt des An
saugdurchgangs 19a kommuniziert mit der Ölführungskam
mer 8c.
Ein Ende der Ölspeisebohrung 21a mündet an einem
Teil der Umfangsfläche des schraubenförmigen Abschnitts 31. Die
Ölspeisebohrung 21a ist im Mittelteil des schraubenförmigen Ab
schnitts 31 abgebogen und verläuft innerhalb der Rotor
walze 10 in Axialrichtung. Das andere Ende der Ölspeise
bohrung 21a mündet am Oldham-Mechanismus 11 (d. h. am
Gleitabschnitt an der Gasaustragseite).
Bei der Drehung der Rotorwalze 10 dreht sich somit
das Wendelteil 32 mit ersterer gemeinsam mit. Unter dem
Einfluß des in das Innere des abgedichteten Gehäuses 2
ausgelassenen Hochdruckgases wird das
Öl über den Ölansaugdurchgang 19a aus dem Ölreservoir
17 hochgesaugt und vorübergehend in der Ölführungskam
mer 8c gesammelt oder aufgefangen.
Bei der Drehung des Wendelteils 32 wird das Öl
fortlaufend zu den geschlossenen Kammern der exzentri
schen Kammer 33 geführt, unter Druck gesetzt und aus
diesen Kammern ausgelassen.
Das unter Druck gesetzte Schmieröl wird über die
Ölspeisebohrung 21a transportiert und aus deren Öffnungs-
oder Mündungsende unmittelbar dem Oldham-Mechanismus 11
als Gleitabschnitt an der Gasauslaßseite zugespeist.
Außerdem wird das Öl, wie bei den oben beschriebenen Aus
führungsformen, auch den anderen Gleitabschnitten zuge
führt.
Da die Ölzuführfunktion der Ölzuführvorrichtung Kb
auf der schraubenförmigen Bewegung des Wendelteils 32
beruht, ist die Wirkungsweise der Vorrichtung Kb sicher
und höchst zuverlässig. Bei einem vergleichsweise ein
fachen Aufbau brauchen nur die herkömmlichen Teile des
Rotationskolbenverdichters maschinell gefertigt und braucht nur
das Wendelteil 32 (zusätzlich) vorgesehen zu werden.
Die maschinelle Bearbeitung ist somit vergleichsweise
einfach, und die Fertigungskosten sind niedrig.
Die Ölzuführvorrichtung Kb der gleichen Ausgestal
tung ist auch auf einen in Fig. 7 dargestellten sogenann
ten Doppel-Verdichter anwendbar.
Die Rotorwalze 10 dieses Verdichters ist mit zwei
in strichpunktierten Linien dargestellten
Wendelstegen 12A und 12B versehen, die vom axialen Mit
telpunkt der Walze 10 in entgegengesetzten Richtungen
abgehen. Das über das Saugrohr 15 angesaugte Kältemit
telgas wird über einen in der Rotorwalze 10 axial ver
laufenden Gasansaugdurchgang 14A eingeführt. Das Gas
wird am axialen Mittelpunkt an der Außenumfangs- oder
Mantelfläche der Rotorwalze 10 ausgelassen.
Das Kältemittelgas wird sodann den durch rechten
und linken Wendelsteg 12A bzw. 12B festgelegten Räumen
13A bzw. 13B zugeführt und fortlaufend verdichtet.
Die in den Fig. 5 und 6 dargestellte Ölzuführvor
richtung Kb (insbesondere mit unterschiedlicher Ausge
staltung des Ölansaugdurchgangs 19 (19a), aber mit
identischer Funkion bzw. Wirkungsweise) ist an jedem
der Wellenabschnitte 10a und 10b der Rotorwalze 10
vorgesehen.
Bei der Drehung der Rotorwalze 10 arbeiten die
beiden Ölzuführvorrichtungen Kb gleichzeitig. Sie sau
gen das Schmieröl aus dem Ölreservoir 17 hoch und lie
fern es unmittelbar zum Gleitabschnitt an der Gasaus
laßseite. Das Öl wird ferner auch den anderen Gleit
abschnitten zugespeist.
Wie vorstehend beschrieben, ist beim sogenannten
Doppel-Verdichter die Rotorwalze 10 mit zwei Wendelste
gen 12A und 12B versehen, wobei der Verdichtungsvorgang
in zwei Verdichtungsräumen 13A und 13B stattfindet. Bei
diesem Doppel-Verdichter kann ebenfalls eine ausreichen
de Ölmenge den Gleitabschnitten zugeführt und damit
eine gute Schmierleistung erreicht werden.
Es ist auch möglich, eine in den Fig. 8, 9A und 9B
dargestellte Ölzuführvorrichtung Kc einzusetzen. Die
se Ölzuführvorrichtung Kc ist am Nebenlager 9A vorge
sehen, doch kann sie nötigenfalls auch am Hauptlager
8 angeordnet sein.
Die Ölzuführvorrichtung Kc umfaßt ein Wendelteil
41, das radial verschiebbar in eine in einem Teil eines
Rotorwalzen-Wellenabschnitts 10b ausgebildete schrau
benförmige oder Wendelnut 40 eingesetzt ist, ein in
einem Nebenlager 9A vorgesehenes und das Wendelteil
41 aufnehmendes exzentrisches Lagerteil 42 sowie einen
Ölhochsaug- oder Ölansaugdurchgang 43. Der Wellenab
schnitt 10b dient dabei als schraubenförmiger Abschnitt.
Das exzentrische Lagerteil 42 ist im Zentrum des
Nebenlagers 9A vorgesehen. An der einen Seite des Lager
teils 42 ist eine Lagerbohrung 44a, an seiner anderen
Seite eine weitere Lagerbohrung 44b vorgesehen.
Der Wellenabschnitt 10b ist in den Lagerbohrungen
44a und 44b drehbar gelagert, wobei das Wendelteil 41
zum exzentrischen Lagerteil 42 hin vorsteht. Die Achse
des exzentrischen Lagerteils 42 ist in einem vorbestimm
ten Maß e zur Achse der Lagerbohrungen 44a und 44b ver
setzt bzw. exzentrisch.
Die die lotrechte Achse CL schneidenden oberen
Enden W der Lagerbohrungen 44a, 44b und des exzentri
schen Lagerteils 42 stimmen miteinander überein (liegen
in einer gemeinsamen Ebene). Wenn somit der Durchmesser
der Lagerbohrungen 44a, 44b gleich D ist, ist der
Durchmesser des exzentrischen Lagerteils 42 gleich
(D + 2e).
Eine Ölführungsnut 45 ist nur in der Lagerbohrung
44b vorgesehen. Die Nut 45 besitzt einen V-förmigen
Querschnitt und erstreckt sich in einer Richtung, in
welcher das exzentrische Lagerteil 42 zur Lagerbohrung
44b exzentrisch ist, d. h. die Nut 45 befindet sich in
einer den oberen Enden W gegenüberliegenden Stellung.
Der obere Endabschnitt einer Ölspeisebohrung 46
mündet unterhalb eines Grenzflächenbereichs zwischen
der Lagerbohrung 44a und dem exzentrischen Lagerteil
42. Die Ölspeisebohrung 46 verläuft lotrecht und mün
det mit ihrem unteren Endabschnitt an der unteren Um
fangsfläche des Nebenlagers 9A.
In die Ölspeisebohrung 46 ist der obere Endabschnitt
eines Ölhochsaug- oder Ölansaugrohrs 47 eingepaßt, des
sen unterer Endabschnitt in Schmieröl eintaucht, das
in dem am inneren Bodenabschnitt des abgedichteten Ge
häuses 2 geformten Ölreservoir 17 enthalten ist.
Das Ölansaugrohr 47 und die Ölspeisebohrung 46 bil
den den Ölansaugdurchgang 43.
In dem Zustand, in welchem der Wellenabschnitt 10b
in den Lagerbohrungen 44a und 44b gelagert ist, durch
setzt ein Teil des Wellenabschnitts 10b das exzentri
sche Lagerteil 42, wobei eine exzentrische Kammer 49
durch das Wendelteil 41 zwischen der Umfangsfläche des
exzentrischen Lagerteils 42 und der Umfangsfläche des
Wellenabschnitts 10b festgelegt ist.
Fig. 10 veranschaulicht den Zustand, in welchem das
Wendelteil 41 in die im Wellenabschnitt 10b ausgebilde
te Wendelnut 40, die mindestens zwei Windungen auf
weist, eingelegt ist. Dicke, Höhe und Windungszahl
des Wendelteils 41 entsprechen denen der Wendelnut 40.
Wenn gemäß Fig. 11 der Durchmesser des Wellenab
schnitts 10b gleich d ist, ist der Außendurchmesser
des Wendelteils 41 gleich (d +2e ).
Der Durchmesser d des Wellenabschnitts 10b ist
gleich dem Durchmesser D der in Fig. 9A gezeigten
Lagerbohrungen 44a, 44b. Der Außendurchmesser (d + 2e)
des Wendelteils 41 ist gleich dem Durchmesser (D+2e)
des exzentrischen Lagerteils 42.
Gemäß den Fig. 8 und 9A ist längs des Umfangsendes
der Lagerbohrung 44b an der Stirnfläche des Nebenlagers 9A
ein angefaster Abschnitt 48 vorgesehen. Dieser ange
faste Abschnitt 48 weist im Querschnitt in bezug auf
seine Umfangskante parallel zur Durchmesserrichtung
der Lagerbohrung 44b eine Schrägung von 30 bis 45°
auf.
Es ist nötig, daß der Außendurchmesser Do des
angefasten Abschnitts 48 an der Stirnfläche des Neben
lagers 9A zumindest größer ist als (d+4e).
Bei der Montage der beschriebenen Ölzuführvorrich
tung Kc wird das Wendelteil 41 im voraus in die Wendel
nut 40 im Wellenabschnitt 10b eingelegt, worauf der
Wellenabschnitt 10b in das Nebenlager 9A eingesetzt
wird.
Insbesondere wird der Wellenabschnitt 10b in Gegen
überstellung zu der End- oder Stirnseite der Lagerboh
rung 44b, an welcher der angefaste Abschnitt 48 des
Nebenlagers 9A vorgesehen ist, gebracht. Ausgehend von
diesem Zustand wird der Wellenabschnitt 10b in die
Lagerbohrung 44b hineingeschoben und weiterhin über
das exzentrische Lagerteil 42 in die andere Lagerboh
rung 44a eingeschoben. Dabei legt sich das im voraus
in der Wendelnut 40 des Wellenabschnitts 10b gewickelte
Wendelteil 41 an den angefasten Abschnitt 48 an.
Der Außendurchmesser (d+2e) des Wendelteils 41
ist gleich dem Durchmesser (D+2e) des exzentrischen
Lagerteils 42, während der maximale Außendurchmesser
Do des angefasten Abschnitts 48 an der Stirnfläche
des Nebenlagers 9A größer ist als (d+4e). Infolge
dessen besteht ein Spiel oder Freiraum für das
Wendelteil 41. Der Durchmesser D der Lagerbohrung 44b
ist jedoch gleich dem Durchmesser d des Wellenab
schnitts 10b, und jeder (dieser Durchmesser) ist um
2e kleiner als der Durchmesser des exzentrischen
Lagerteils 42. Nachdem das Wendelteil 41 den angefasten
Abschnitt 48 passiert hat, wird demzufolge der Außen
durchmesser des Wendelteils 41 auf D verkleinert.
Wenn das Wendelteil 41 durch den angefasten Ab
schnitt 48 hindurchgetreten ist, kann sich der Durch
messer des Wendelteils 41 gleichmäßig und mit geringem
Widerstand verkleinern, weil der angefaste Abschnitt
48, wie oben angegeben, mit einem Schrägungswinkel
von 30 bis 45° geformt ist.
Beim Einsetzen des Wellenabschnitts 10b braucht
außerdem das Wendelteil 41 nicht notwendigerweise, wie
in Fig. 10 gezeigt, von der Welle bzw. vom Wellen
abschnitt 10b nach unten vorzustehen. Vielmehr kann
das Wendelteil 41 aufwärts, vorwärts, rückwärts oder
in Umfangsrichtung gleichmäßig weit (vom Wellenab
schnitt) abstehen. Auch wenn das Wendelteil 41 beim
Einschieben desselben in einer beliebigen Richtung
absteht, kann es gleichmäßig bzw. ungehindert einge
führt werden, weil der Außendurchmesser Do der
Stirnfläche des angefasten Abschnitts 48 größer ist
als (d+4e).
Wenn sich das Wendelteil 41 an der exzentrischen
Kammer 49 befindet, ist der Wellenabschnitt 10b durch
die beiden Lagerbohrungen 44a und 44b für Drehung gela
gert.
Demzufolge kann eine ausreichend große Lagerabstüt
zungslänge für den Wellenabschnitt 10b aufrechterhalten
werden, wobei der Oberflächendruck an den Enden der
Lagerbohrungen 44a und 44b gering ist. Infolgedessen
bleibt auch der Verschleiß niedrig.
Das um den Schaftabschnitt 10b herumgelegte Wen
delteil 41 dreht sich zusammen mit dem Schaftabschnitt
10b in der exzentrischen Kammer 49.
Insbesondere stimmt das obere Ende (die Oberseite)
W der Lagerbohrungen 44a und 44b mit dem oberen Ende
(der Oberseite) W des exzentrischen Lagerteils 42 über
ein. Diese oberen Enden W liegen auf einer Linie mit
dem oberen Ende des Wendelteils 41; unter Heranziehung
dieser Linie als Grenzlinie unterteilt das Wendelteil
41 die exzentrische Kammer 49 in geschlossene Kammern
oder Räume mit einer der Zahl der Windungen des Wen
delteils 41 entsprechenden Zahl. Da das Wendelteil 41
eine Schrauben- oder Wendelform besitzt, verschiebt
sich die Grenzlinie in Drehrichtung, so daß sich dem
zufolge die durch das Wendelteil 41 festgelegten ge
schlossenen Kammern oder Räume allmählich bzw. fort
laufend verschieben.
In den durch das Wendelteil 41 unterteilten ge
schlossenen Kammern herrscht ein Unterdruck. Das
Schmieröl wird aus dem Ölreservoir 17 über den mit
den geschlossenen Kammern in Verbindung stehenden
Hochsaug- oder Ansaugdurchgang 43 hochgesaugt.
Das Schmieröl wird zur exzentrischen Kammer 49
geleitet, wobei es bei der Drehung des Wendelteils
41 die geschlossenen Kammern oder Räume füllt und zur
Lagerbohrung 44b befördert wird.
Das unter Druck gesetzte Schmieröl wird von der ex
zentrischen Kammer 49 zur Lagerbohrung 44b gefördert.
Die Lagerbohrung 44b ist dabei insbesondere mit der Öl
führungsnut 45 versehen, so daß das Öl gleichmäßig ge
führt und schließlich dem nicht dargestellten Verdich
tungsmechanismus zugespeist wird.
Weiterhin kann auch eine in den Fig. 12, 13A und
13B gezeigte Ölzuführvorrichtung Kd eingesetzt werden.
Ein Nebenlager 9B der Ölzuführvorrichtung Kd ist
mit einer Lagerbohrung 50 und neben dieser mit einem
exzentrischen Lagerteil 51 versehen.
Die Beziehung zwischen dem Durchmesser D der
Lagerbohrung 50 und dem Durchmesser (D+2e) des ex
zentrischen Lagerteils 51 ist die gleiche, wie sie
vorher in Verbindung mit den Fig. 8 und 9 beschrieben
worden ist.
Der Wellenabschnitt 10b ist in der Lagerbohrung 50
drehbar gelagert, und die exzentrische Kammer 49 ist
zwischen dem exzentrischen Lagerteil 51 und dem Umfang
des Wellenabschnitts 10b festgelegt. Das den Außendurch
messer (D+2e) besitzende, um den Wellenabschnitt 10b
herumgewickelte Wendelteil 41 ragt in die exzentrische
Kammer 49 hinein. Der Wellenabschnitt 10b dient als
schraubenförmiger Abschnitt.
Das Nebenlager 9B ist mit der Ölspeisebohrung 46
versehen, die zusammen mit dem Ölansaugrohr 47 den Ölhochsaug-
oder Ölansaugdurchgang 43 bildet.
Der angefaste Abschnitt 48 ist längs des Umfangsendes
des exzentrischen Lagerteils 51 an der Stirnfläche des
Nebenlagers 9B vorgesehen. Wie bei der vorherigen Aus
führungsform ist der Außendurchmesser Do des ange
fasten Abschnitts 48 größer als (D+4e).
Beim Einsetzen des in die Wendelnut 40 eingelegten
Wendelteils 41 in das Nebenlager 9B wird somit das Wen
delteil 41 durch den angefasten Abschnitt 48 geführt,
wobei sein Durchmesser gleichmäßig oder stufenlos ver
kleinert wird. Hierdurch wird der Zusammenbau verein
facht.
Claims (8)
1. Rotationskolbenverdichter mit waagerechter Drehachse, umfassend
ein abgedichtetes Gehäuse (2),
ein in einem inneren Bodenabschnitt des abgedichte ten Gehäuses (2) geformtes Ölreservoir (17) zur Aufnahme eines Schmieröls,
einen Verdichtermechanismus mit einem im abgedichteten Gehäuse (2) mit waagerechter Achse angeordneten Zylinder (5), der an beiden offenen Endabschnitten in Lagern (8, 9) drehbar gelagert ist und der parallel und mit einem vorbestimmten Abstand zum Flüssigkeitsspiegel des im Ölreservoir (17) befindlichen Schmieröls angeordnet ist,
eine im Zylinder (5) angeordnete Rotorwalze (10) mit zwei Wellenabschnitten (10a, 10b), die in den Lagern (8, 9) mit einer Exzentrizität zum Zylinder (5) drehbar gelagert sind,
einen schraubenförmigen Wendelsteg (12), der in eine in einer Umfangsfläche der Rotorwalze (10) ausgebildete schraubenförmige Nut mit in Axialrichtung veränderlicher Steigung eingesetzt ist und der in der Nut in Radialrichtung beweglich ist und aus der Umfangsfläche der Rotorwalze (10) einseitig hervorsteht und an einer Innenumfangsfläche des Zylinders (5) gleitet,
eine Antriebseinrichtung (11) zum Verbinden von Zylinder (5) und Rotorwalze (10), zum Drehen von Zylinder (5) und Rotorwalze (10) relativ zueinander, zum Aufnehmen des zu verdichtenden Fluids in einen durch den Zylinder (5), die Rotorwalze (10) und den Wendelsteg (12) festgelegten Arbeitsraum und zum fortlaufenden Fördern und Verdichten des Fluids,
eine an der Rotorwalze (10) vorgesehene Motoreinheit (3) zum Drehen der Rotorwalze (10) und
eine an der Rotorwalze (10) vorgesehene Ölzuführeinrichtung (K) zum Ansaugen des Schmieröls aus dem Ölreservoir (17) und zur Zwangszuführung des Schmieröls zu Gleitabschnitten des Verdichtermechanismus,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ölzuführeinrichtung (K) als durch die Rotorwalze (10) angetriebene Ölpumpe ausgebildet und in mindestens einem der Wellenabschnitte (10a, 10b) der Rotorwalze innerhalb mindestens eines der die Wellenabschnitte (10a, 10b) lagernden Lager (8, 9) angeordnet ist.
ein abgedichtetes Gehäuse (2),
ein in einem inneren Bodenabschnitt des abgedichte ten Gehäuses (2) geformtes Ölreservoir (17) zur Aufnahme eines Schmieröls,
einen Verdichtermechanismus mit einem im abgedichteten Gehäuse (2) mit waagerechter Achse angeordneten Zylinder (5), der an beiden offenen Endabschnitten in Lagern (8, 9) drehbar gelagert ist und der parallel und mit einem vorbestimmten Abstand zum Flüssigkeitsspiegel des im Ölreservoir (17) befindlichen Schmieröls angeordnet ist,
eine im Zylinder (5) angeordnete Rotorwalze (10) mit zwei Wellenabschnitten (10a, 10b), die in den Lagern (8, 9) mit einer Exzentrizität zum Zylinder (5) drehbar gelagert sind,
einen schraubenförmigen Wendelsteg (12), der in eine in einer Umfangsfläche der Rotorwalze (10) ausgebildete schraubenförmige Nut mit in Axialrichtung veränderlicher Steigung eingesetzt ist und der in der Nut in Radialrichtung beweglich ist und aus der Umfangsfläche der Rotorwalze (10) einseitig hervorsteht und an einer Innenumfangsfläche des Zylinders (5) gleitet,
eine Antriebseinrichtung (11) zum Verbinden von Zylinder (5) und Rotorwalze (10), zum Drehen von Zylinder (5) und Rotorwalze (10) relativ zueinander, zum Aufnehmen des zu verdichtenden Fluids in einen durch den Zylinder (5), die Rotorwalze (10) und den Wendelsteg (12) festgelegten Arbeitsraum und zum fortlaufenden Fördern und Verdichten des Fluids,
eine an der Rotorwalze (10) vorgesehene Motoreinheit (3) zum Drehen der Rotorwalze (10) und
eine an der Rotorwalze (10) vorgesehene Ölzuführeinrichtung (K) zum Ansaugen des Schmieröls aus dem Ölreservoir (17) und zur Zwangszuführung des Schmieröls zu Gleitabschnitten des Verdichtermechanismus,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ölzuführeinrichtung (K) als durch die Rotorwalze (10) angetriebene Ölpumpe ausgebildet und in mindestens einem der Wellenabschnitte (10a, 10b) der Rotorwalze innerhalb mindestens eines der die Wellenabschnitte (10a, 10b) lagernden Lager (8, 9) angeordnet ist.
2. Verdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ölpumpe (20) umfaßt:
einen Ansaugdeckel (22) mit einer Ansaugöffnung (26),
einen Auslaßdeckel (23) mit einer Auslaßöffnung (27) und
ein inneres Zahnrad (24) sowie ein äußeres Zahnrad (25), die mit einer Exzentrizität zueinander zwischen dem Ansaugdeckel und dem Auslaßdeckel (23) angeordnet sind und teilweise in Eingriff miteinander stehen, wobei das innere Zahnrad (24) ein Drehmoment von der Rotorwalze (10) abnimmt und sich mit der Rotorwalze (10) mitdreht und wobei das äußere Zahnrad (25) durch den teilweisen Eingriff mit dem inneren Zahnrad (24) in Drehung versetzbar ist.
einen Ansaugdeckel (22) mit einer Ansaugöffnung (26),
einen Auslaßdeckel (23) mit einer Auslaßöffnung (27) und
ein inneres Zahnrad (24) sowie ein äußeres Zahnrad (25), die mit einer Exzentrizität zueinander zwischen dem Ansaugdeckel und dem Auslaßdeckel (23) angeordnet sind und teilweise in Eingriff miteinander stehen, wobei das innere Zahnrad (24) ein Drehmoment von der Rotorwalze (10) abnimmt und sich mit der Rotorwalze (10) mitdreht und wobei das äußere Zahnrad (25) durch den teilweisen Eingriff mit dem inneren Zahnrad (24) in Drehung versetzbar ist.
3. Verdichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Mittelachse (L1) des inneren Zahnrads (24)
mit der Mittelachse (L1) der Rotorwalze (10) übereinstimmt,
die Mittelachse (L2) des äußeren Zahnrads
(25) mit der Mittelachse (L2) des Zylinders (5) übereinstimmt
und das äußere Zahnrad (25) unmittelbar
durch das Lager (8) für einen der Wellenabschnitte (10a)
der Rotorwalze (10) gelagert ist.
4. Verdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ölpumpe (Kb, Kc, Kd) umfaßt:
mindestens einen an mindestens einen der Wellenabschnitte (10a, 10b) der Rotorwalze (10) anschließenden schraubenförmigen Abschnitt (31, 40),
mindestens eine Lagerbohrung (8a, 44a, 44b, 50) zum Lagern des Wellenabschnitts (10a, 10b) der Rotorwalze (10) in mindestens einem der Lager, wobei die Lagerbohrung (8a, 44a, 44b, 50) an den schraubenförmigen Abschnitt (31, 40) anschließt,
ein exzentrisch zur Mittelachse der Lagerbohrung (8a, 44a, 44b, 50) angeordnetes exzentrisches Lagerteil (8b, 51, 42) mit einer exzentrischen Kammer (33, 49), die zwischen dem Umfang des Wellenabschnitts (10a) und dem Innenraum des Lagers festgelegt ist,
ein schraubenförmiges Wendelteil (32, 41), das in einer in der Umfangsfläche des schraubenförmigen Abschnitts (31, 40) ausgebildeten schraubenförmigen Nut in Radialrichtung beweglich eingesetzt ist und das in die exzentrische Kammer (33, 49) vorsteht und mit dem schraubenförmigen Abschnitt (31, 40) mitdrehbar ist, und
einen Ölansaugdurchgang (19a, 43) mit einem in die exzentrische Kammer (33, 49) mündenden offenen Endabschnitt und einem anderen offenen Endabschnitt, der in das im Ölreservoir (17) befindliche Schmieröl eintaucht,
wobei bei der Drehung des Wellenabschnitts (10a) das Wendelteil (32, 41) in Drehung versetzt und das Schmieröl über den Ölansaugdurchgang (19a, 43) hochgesaugt, zur exzentrischen Kammer (33, 49) geleitet und mit Zwangsförderung dem Verdichterabschnitt zugeführt wird.
mindestens einen an mindestens einen der Wellenabschnitte (10a, 10b) der Rotorwalze (10) anschließenden schraubenförmigen Abschnitt (31, 40),
mindestens eine Lagerbohrung (8a, 44a, 44b, 50) zum Lagern des Wellenabschnitts (10a, 10b) der Rotorwalze (10) in mindestens einem der Lager, wobei die Lagerbohrung (8a, 44a, 44b, 50) an den schraubenförmigen Abschnitt (31, 40) anschließt,
ein exzentrisch zur Mittelachse der Lagerbohrung (8a, 44a, 44b, 50) angeordnetes exzentrisches Lagerteil (8b, 51, 42) mit einer exzentrischen Kammer (33, 49), die zwischen dem Umfang des Wellenabschnitts (10a) und dem Innenraum des Lagers festgelegt ist,
ein schraubenförmiges Wendelteil (32, 41), das in einer in der Umfangsfläche des schraubenförmigen Abschnitts (31, 40) ausgebildeten schraubenförmigen Nut in Radialrichtung beweglich eingesetzt ist und das in die exzentrische Kammer (33, 49) vorsteht und mit dem schraubenförmigen Abschnitt (31, 40) mitdrehbar ist, und
einen Ölansaugdurchgang (19a, 43) mit einem in die exzentrische Kammer (33, 49) mündenden offenen Endabschnitt und einem anderen offenen Endabschnitt, der in das im Ölreservoir (17) befindliche Schmieröl eintaucht,
wobei bei der Drehung des Wellenabschnitts (10a) das Wendelteil (32, 41) in Drehung versetzt und das Schmieröl über den Ölansaugdurchgang (19a, 43) hochgesaugt, zur exzentrischen Kammer (33, 49) geleitet und mit Zwangsförderung dem Verdichterabschnitt zugeführt wird.
5. Verdichter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das exzentrische Lagerteil (42) am Zentrum des
Lagers (9A) angeordnet ist und die Lagerbohrungen
(44a, 44b) auf beiden Seiten des exzentrischen Lagerteils
(42) angeordnet sind.
6. Verdichter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die an einer Stelle, welcher das Schmieröl durch
das Wendelteil (41) zugespeist wird, angeordnete
Lagerbohrung (44b) eine Ölführungsnut (45) zum Führen
des Schmieröls axial längs des Umfangs der Lagerbohrung
(44b) aufweist.
7. Verdichter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß längs des Umfangsendes mindestens einer der
Lagerbohrungen (44b) an der Stirnfläche des Lagers (9A)
ein angefaster Abschnitt (48) vorgesehen ist und der
schraubenförmige Abschnitt mit dem
in ihn eingesetzten Wendelteil (41) beim Zusammensetzen
vom angefasten Abschnitt (48) her einsetzbar
ist.
8. Verdichter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Lager (9B) mit einem einseitigen exzentrischen Lagerteil
(51) und einer daran anschließenden Lagerbohrung
(50) versehen ist, längs der Kante des exzentrischen
Lagerteils (51) ein angefaster Abschnitt (48) vorgesehen
ist und der schraubenförmige Abschnitt mit dem
in ihn eingesetzten Wendelteil (41)
beim Zusammensetzen vom angefasten Abschnitt (48)
her einsetzbar ist.
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