DE577465C - Elektrisch angetriebener Drehkolbenverdichter fuer Kaelteerzeugung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen elektrisch angetriebenen Drehkolbenverdichter für Kälteerzeugung, dessen Antriebswelle sich axial durch die hohle Motorwelle hindurch erstreckt und mit dieser an der von dem Verdichter abgewendeten Seite des Motors treibend verbunden ist. Diese bekannte Lagerung der Verdichterwelle unmittelbar in der Bohrung der Motorwelle hat den Nachteil, daß seitliehe Drücke der Motorwelle, welche von ungleichen magnetischen Beanspruchungen der Wicklungen herrühren, auf die Verdichterwelle und den daran sitzenden Drehkolben übertragen werden, was zur schnellen Abnutzung und Undichtwerden des Verdichters beiträgt.

Die Erfindung beseitigt diese Nachteile dadurch, daß an der Deckwand des Verdichtergehäuses eine nach aufwärts ragende Hohlsäule ortsfest angeordnet ist, an deren Außenseite die Hohlwelle des Motors drehbar gelagert ist, während die Verdichterwelle im Innern der Hohlsäule gelagert ist. Die Hohlsäule nimmt in dieser Weise die seitlichen Beanspruchungen auf, die von der Motorwelle herrühren, und ferner werden durch die Hohlsäule die beiden Lager am Ende der Motorwelleüberflüssig gemacht, die sonst vorhanden sein müßten. Durch die Hohlsäule wird ferner die Bauart der ganzen Einrichtung wesentlich gedrängter, was sehr wünschenswert ist.

Zwecks Verbindung der Motorwelle mit der Verdichterwelle ist die erstere an ihrem oberen Ende mit einem radialen Schlitz versehen, in welchen ein radialer Arm eines am oberen Ende der Verdichterwelle befestigten Antriebsgliedes hineinragt.

Ferner ist zwecks guter Schmierung an der Außenseife der ortsfesten Hohlsäule eine Schraubennut vorgesehen, welche durch einen unteren und oberen radialen Kanal in Verbindung= mit einer schraubenförmigen ölnut an der Verdichterwelle steht. Dieser Ölnut wird das* öl unmittelbar von dem Drehkolben zugeführt, der sowohl zum Fördern von Schmieröl als auch zum Fördern des Kältemittels dient.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt.

Fig. ι ist ein senkrechter Schnitt durch die den Elektromotor und Verdichter aufweisende Einheit der Kältevorrichtung;

Fig. 2 ist ein Horizontalschnitt-nach Linie 2-2 der Fig. 1;

Fig. 3 ist in vergrößertem Maßstab ein senkrechter Schnitt des Verdichters;

Fig. 4 ist eine Seitenansicht des Drehkolbens des Verdichters mit seiner einheitlichen Antriebswelle;

Fig. 5 ist ein senkrechter Schnitt nach Linie 5-5 der Fig. 4;

Fig. 6 ist ein Querschnitt nach Linie 6-6 der Fig. 5;

Fig. 7 ist eine Seitenansicht der hohlen Lagersäule zur Aufnahme des Ankers des Motors und der Verdichterwelle;

Fig. 8 ist ein senkrechter Schnitt nach Linie 8-8 der Fig. 7, und

ίο Fig. 9 ist eine Seitenansicht des Verdichtergehäuses. .

Die aus dem senkrecht übereinander angeordneten Verdichter und Elektromotor bestehende Einheit ist in einem hermetisch !5 geschlossenen Gehäuse 16 angeordnet. Das Gehäuse ist mit einer Grundplatte 26 versehen, welche mit Füßen 27 aus Gummi o.dgl. versehen ist, so daß etwaige in dieser Maschineneinheit entstehenden Erschütterungen nicht weitergeleitet werden. In der Mitte der Grundplatte 26 ist eine Erhöhung 29 angeordnet, in deren Mitte ein ölbehälter 28 sich befindet. Der Ansatz 29 ist von einer Vertiefung 31 umgeben, in welcher sich das von dem Motor und dem Verdichter herablaufende öl sammelt.

Das Verdichtergehäuse ruht auf dem Ansatz 29 und besteht aus einer scheibenartigen Grundplatte 32, welche den ölbehälter 28 abschließt, und einem ringförmigen Gehäuseglied 33, welches eine zylindrische Mittelbohrung 34 hat, die als Verdichterkammer dient, während der obere Teil dieses Gehäuses 33 durch eine Platte 35 abgedeckt wird, welche gleichzeitig den . Fuß eines rohrförmigen Pfostens 36 bildet, welcher nach aufwärts ragt. Auf diesem Fuß 35 ruht ein Armkreuz 37, dessen Arme 38 radial nach abwärts und auswärts ragen und an ihrem äußeren Ende einen Ring haben, an welchem eine Anzahl nach aufwärts ragender Pfosten 41 sitzt. Diese Pfosten 41 dienen zur Unterstützung des Stators 42 des Elektromotors. Die Teile ²9> 3²> 33. 35 und 37 sind durch eine Anzahl Schrauben 43 starr miteinander verbunden. Die Grundplatte 32 und die Deckplatte 35 sind unabhängig hiervon mittels nicht dargestellter Schrauben an dem Verdichtergehäuse 33 befestigt. Der Stator des Motors ist durch eine Anzahl Schraubenbolzen 46 an dem Pfosten 41 befestigt.

Der rohrförmige Pfosten 36 dient als Lager für den Anker des Elektromotors und auch für die Welle des Verdichters, der vorzugsweise gleichzeitig als Ölpumpe ausgebildet ist.

Der Elektromotor und der Verdichter liegen also in Achsrichtung miteinander und gewissermaßen konzentrisch ineinander. Die direkte Antriebsverbindung zwischen dem Motor und dem Verdichter ist nun so konstruiert, daß das Gewicht des Ankers oder irgendwelche seitlichen Beanspruchungen, welche auf den Anker durch den Stator übertragen werden, nicht auf die An triebswelle.des Verdichters übertragen werden können. Gemäß der Fig. 1 besteht die Ankerwelle des Motors aus· einer Hülse 47, welche an der Außenseite des rohrförmigen Pfostens 36 gelagert ist. Das Gewicht der hohlen Ankerwelle 47 und des daran sitzenden Ankers 48 wird jedoch von dem Fuß 35 des Pfostens 36 aufgenommen und wird nicht auf den Drehkolben oder die Antriebswelle desselben übertragen. Die Antriebswelle 49 des Verdichters ist einheitlich mit dem Drehkolben 51 ausgebildet, wie insbesondere die Fig. 4 und 5 zeigen. Das Gewicht des Drehkolbens und der Antriebswelle desselben wird von der Bodenplatte 32 des Verdichtergehäuses 33 aufgenommen. Das obere Ende der Verdichterwelle 49 ragt aus dem oberen Ende des Pfostens 36 heraus und ist mit einem Vierkant 52 versehen, welcher in eine quadratische Öffnung eines Antriebsgliedes 53 hineinragt. Dieses Antriebsglied 53 verfügt gemäß der Fig. 2 über radial nach auswärts ragende Arme 54, welche je in einen entsprechend geformten Schlitz 55 an dem oberen Ende der hohlen Ankerwelle 47 hineinragen. In dieser Weise wird eine unmittelbare Antriebsverbindung zwischen der hohlen Ankerwelle 47 und der Verdichterwelle 49 hergestellt. Da jedoch die miteinander in Verbindung stehenden Teile axial miteinander gleitbar sind, so können keine seitlichen Beanspruchungen, welche auf die Ankerwelle 47 ausgeübt werden, auf die Verdichterwelle 49 übertragen werden. Dieses ist von äußerst gutem praktischem Vorteil, denn es können keine seitlichen Verschiebungen oder Drücke des Ankers, welche infolge ungleicher magnetischer Verhältnisse des Motors auftreten können, auf die Verdichterwelle übertragen werden. Es ist also nicht zu befürchten, daß die Verdichterwelle sich ungleichmäßig in ihrem Lager ausläuft oder abnutzt, an zu klappern fängt oder sonstwie die Arbeitsweise des Verdichters verschlechtert wird.

Der Drehkolben 51, welcher gleichzeitig als Ölpumpe des Verdichters dient, ist exzentrisch in der zylindrischen Bohrung 34 des Verdichtergehäuses 33 angeordnet und ist mit einer Anzahl radial verschiebbarer Flügel versehen, die in Taschen 56 des Drehkolbens gelagert sind und radial in diesen Taschen hin und her verschoben werden. In der Zeichnung sind lediglich zwei diametral gegenüberliegende Taschen oder Flügel dargestellt, jedoch ist es selbstverständlich, daß diese Anzahl beliebig vergrößert werden kann.

Die Flügel 57 werden stets in einem ganz bestimmten Abstand voneinander entfernt gehalten, und zwar geschieht dieses durch einen Stift 58, welcher sich quer durch den Drehkolben hindurch erstreckt und mit seinen Enden mit den inneren Kanten der Flügel in Berührung steht. Der Stift ist an seinen Enden mit vergrößerten Lagerflächen 59 versehen und ist verschiebbar in einer Querbohrung 61' des Drehkolbens angeordnet.

Der Stift 58 ist so lang, daß die äußeren Kanten der Flügel stets in Berührung mit der zylindrischen Innenwandung des Verdichtergehäuses bleiben, und wenn ein Flügel bei der Drehung des Drehkolbens nach einwärts verschoben wird, was infolge der exzentrischen Lagerung des Drehkolbens in dem Verdichtergehäuse eintritt, dann wird gleichzeitig der andere Flügel um denselben Betrag nach auswärts verschoben und bleibt so stets in Berührung mit der Innenwand des Verdichtergehäuses. Es sind also keine Federn oder sonstigen nachgiebigen Vorrichtungen erforderlich, um den Eingriff der Flügel mit der Innenwandung des Verdichtergehäuses auf rechtzuerhalten.

Das äußere Ende jedes Flügels 57 ist mit einer konkaven Längsnut versehen, in welcher eine kleine Abdichtungsleiste 61 liegt, die mit der Innenwandung des Verdichtergehäuses in Berührung steht. Diese Abdichtungsleisten 61 bestehen aus gehärtetem Stahl oder sonstigen der Abnutzung widerstehenden Materialien. Die äußeren Lagerflächen dieser Abdichtungsleisten 61 haben einen Krümmungsradius, der genau so groß wie der Krümmungsradius der Innenwandung des Verdichtergehäuses ist. Jede Abdichtungsleiste 61 paßt ferner ganz genau in die kon- kave Nut der Flügel hinein, um darin frei hin und her schwingen zu können, wenn der Drehkolben sich dreht.

Das gasförmige Kältemittel wird dem Innern des Verdichters durch eine längliche Einlaßöffnung 62 zugeführt, die sich in der Innenwandung der Gehäusebohrung zwischen dem oberen und unteren Ende derselben befindet. Die Öffnung 62 steht durch einen Kanal 63' mit einer Rohrleitung 22 in Verbindung, welche von dem Vergaser herkommt. Der Kanal 63' geht durch das Gehäuse 33, die Bodenplatte 32 und die Grundplatte 26 hindurch. Das in das Verdichtergehäuse eintretende Gas wird bei der Drehung des Drehkolbens verdichtet und durch Auslaßkanäle 63 herausgetrieben (Fig. 3 und 9). Um eine schnelle Austreibung des verdichteten Gases zu erreichen, sind mehrere Auslaßkanäle 63 vorgesehen, welche in eine Kammer münden, die durch eine Kappe 64 gebildet wird, die mit Schrauben 65 an der äußeren Wandung des Gehäuses 33 befestigt ist. Von dieser Kappe 64 strömt das verdichtete Gas in ein Rohr 66 hinein, welches oberhalb des Ölspiegels in denjenigen Raum mündet, welcher den Elektromotor umgibt. Das verdichtete Kältemittel sammelt sich also in dem oberen Teil des Gehäuses 16 an und wird von hier unter Druck durch die Rohrleitung 18 in üblicher Weise zu dem Kondensator geführt.

Das Öl in dem ölsumpf 31 befindet sich einleuchtenderweise unter dem Druck des verdichteten Kältemittels in dem Gehäuse 16, und dieser Druck treibt das öl von dem Sumpf 31 durch eine nicht dargestellte Leitung nach außen in einen der Kühler hinein, der das gekühlte Öl zu dem mittleren Ölbehälter 28 zurückleitet. Dieser Ölbehälter 28 kommt zeitweise in Verbindung mit den Tasehen 56 des Drehkolbens, wie. insbesonders aus Fig. 3 hervorgeht. Die Verbindung wird durch senkrechte Kanäle 72 hergestellt, welche Öl von dem Behälter 28 in das innere Ende jeder Tasche 56 eintreten lassen. Durch die sich hin und her verschiebenden Flügel wird das öl in die Taschen 56 hineingesaugt. Wenn diese Taschen außer Eindeckung mit den Kanälen 72 geraten, wird' das Öl in den mittleren Kanal 78 des Drehkolbens hinein- go getrieben, von wo aus das Öl nach auswärts und an der Verdichterwelle nach aufwärts strömt, welche mit einer schraubenlinienförmigen Schmiernut 83 versehen ist.

Der hohle Pfosten 36 ist mit einem radialen Kanal 87 versehen, der eine innere Ringnut 82 mit dem unteren Ende einer Schraubennut 88 verbindet, welche sich an der Außenseite des Pfostens 36 befindet. Das obere Ende dieser Schraubennut 88 steht durch einen radialen Kanal 89 mit einer inneren Ringnut 84 in Verbindung, welche am oberen Ende des Pfostens 36 angeordnet ist. Es ist einleuchtend, daß das von der ölpumpe geförderte Öl von der axialen Bohrung 78 durch die radialen Kanäle 81 in die Ringnut 82 strömt und von hier aus nach aufwärts durch die Schraubennuten 83 und 88 in die obere Ringnut 84 gelangt, - um schließlich durch radiale Nuten 85 in eine obere axiale Bohrung 86 der Verdichterwelle einzutreten. Durch diese Anordnung werden gleichzeitig die Verdichterantriebswelle 49 und die hohle Ankerwelle 47 geschmiert.

Das obere Ende der Verdichterantriebswelle 49 ist mit Gewinde versehen, auf das eine Haubenmutter 91 aufgeschraubt wird, welche radiale Kanäle 92 hat, durch welche das öl seitlich herausgetrieben wird. Diese Haubenmutter 91 dient gleichzeitig dazu, um ein schüsselartiges Glied 93, welches die Gestalt eines hohlen Kegels hat, in Stellung zu

halten. Dieses schüsselartige Glied 93 sitzt fest an dem oberen Ende der Verdichterwelle, und bei der Drehung derselben wird das in sie hineinlaufende öl nach auswärts geschleudert und durch die Fliehkraft auch nach aufwärts geschleudert, um gleichzeitig über den Elektromotor verteilt zu werden. Das öl läuft dann an der Außenseite des Elektromotors sowie an der Außenseite des Verdichtefgehäuses nach abwärts und absorbiert dabei die Wärme dieser Teile, um schließlich in den ölsumpf 31 hineinzulaufen, von wo aus das öl vorzugsweise nach auswärts geführt wird, um gekühlt zu werden, um dann im gekühlten Zustand dem inneren Ölbehälter 28 zwecks abermaliger Benutzung zugeführt zu werden.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Elektrisch angetriebener Drehkolbenverdichter für Kälteerzeugung, dessen Antriebswelle sich axial durch eine hohle Motorwelle hindurch erstreckt und mit dieser an der von dem Verdichter abgewendeten Seite des Motors treibend verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß an der Deckwand (35) des Verdichtergehäuses (33) eine nach aufwärts ragende, ortsfeste Hohlsäule (36) sitzt, an deren Außenseite die Hohlwelle (47) des Motors (42, 48) drehbar gelagert ist, während die Verdichterwelle (49) im Innern der Hoh],säule (36) gelagert ist.
2. 2. Drehkolbenverdichter nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die hohle Motorwelle (47) an ihrem oberen Ende einen radialen Schlitz (55) hat, in welchen ein radialer Arm (54) eines an dem oberen Ende der Verdichterwelle (49) befestigten Antriebsgliedes (53) hineinragt.
3. 3. Drehkolbenverdichter nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenseite der ortsfesten Hohlsäule (36) eine Schraubennut (88) vorgesehen ist, welche durch einen unteren und oberen radialen Kanal (87 bzw. 89) in Verbindung mit einer schraubenförmigen Ölnut (83) an der Verdichterantriebswelle (49) steht.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen