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Sdmiermittelzuführung für Kältemaschinen
| Die Erfindung bezieht sich auf eine neuartige |
| Schmierung der Kolbenlaufbahn und der Ventile bei |
| Kältemaschinen, insbesondere bei hermetisch ge: |
| kapselbem Kleinkält@emaschinen. S,le ist darauf ge- |
| richtet, eine dosierte Schmierung für die Abdichtung |
| des Kompressorkolbens sowie für die Kolbenlauf- |
| bahn, und die Ventile zu erreichen, die den Eintritt |
| unerwiinscht grob ölmeilgen in den Kältekreislauf |
| verhindert und sich hinsichtlich der Schmmermittel- |
| leitungen mit geringem Fertiigungsauifwand her- |
| sroellem läßt. |
| Bei hermetisch gekapselten Kleinkältemaschinen, |
| die insbesondere bei Haushaltkühlschränken oder |
| kleingewerblichen Anlagen Verwendung finden, .an |
| die besondere Ansprüche bezüglich eines ggerä.usch- |
| ax'men Arbeitens gestellt werden, ist .eine verläL'"- |
| liche Schmigerung aller beweglichen Teile wichtig. |
Meist werden. Schmierpumpen versohiedmer Art vorgesehen, die das Öl unter Druck
in alle Lagerstellen fördern und dabei gleichzeitig auch die Aufgabe der Wärmeabfuhr
aus den Lagern erfüllen.. Man hat fauch .schon vorgeschlagen, das Sc'htnkrmittel
aus dem Ölbad des Gehäuses der Maschine durch eine an der Kurbelwelle des Kompressors
angebrachte Sp.iralnut und/oder durch axiale und radiale Bohrungen der Kurbelwelle
an die zu schmierenden Lager und an höher ;gelegene Stellen der Maschine zu fördern,
von denen es in das ölbad wieder zurückläuft. Schließlich ist es auch bekannt, das
Öl durch eine Querbohrung des Kompressorzylinders, die meist an der höchsten Stelle
der Kolbenlaufbahn liegt, dem Kompressorkolben zuzuführen, ,den Kompressorzylinder
an der Ölzufiihrungsstelle mit einer dien. Kolben umschließenden
Ringnut
zu versehen, die in der inneren Umkehrstellung des Kolbens mit einer an der Lauffläche
des Kolbens befindlichen Ringnut zur Deckung kommt, und in der ölzuführungsleitung
des Kolbens ein verengtes Rohr anzuordnen, das in d--*e Ansaugleitung des Kompressors
ragt sndeinen Ejektor bildet, durch den das Kältemittel beim Saughab des Kompr essorkolbens
etwas Öl für die Ventilschmierun.g aus der ölzwführungsleitung für die Kolbenschmieruing
absaugen kann.
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Die richtige Schmllerung des Kompressorsbereitet trotz dieser Maßnahmen
erhebliche Schwierigkeiten, weil es vermieden werden muß, größere Ölm ngen in den
Verdichtungsraum zu leiten, aus dem sie leicht über den Kältemittelkreislauf in
den Verdampfer gelangen können, wo durch die Amvesenheit von Öl de Verdampfungstemperatur
herabgesetzt wird und bei ungenügender Füllung des Verdampfers dem Kompressorgehäuse
so viel Öl entzogen werden kann, daß die Schmlerung des Kompressors in Frage gostellt
wird. Besonders gefährdet sind gekapselte Kältemaschsnen, bei denen das Kältemittel
aus der Kapselung abgesaugt wird, so daß der Kapselraum nicht als ölabscbeider dienen
kann, wie dies der Fall ist, wenn Kondensato,rd:ruci1,- In der Kompressorkapselwng
herrscht.
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Andererseits ist jedoch .eine genügende Schmierung der Kolbenlaufbahn
für ein geräuscharmes Arbeiten dies Kompressors unerläßlich, wie ebenso auch das
geräuscharme Arbeiten der Ventile durch eine ausreichende Schmierung begünstigt
wird. Bei den bekannten Konstruktionen, bei denen durch ein ej:äktorartibes Rohr
bei jedem Saughub Öl in den Verdichtungsraum gesaugt wird, ist die Ölmenge in hohem
Maße abhängig von der Viskosität und von der Verdünnung des Öls durch :öllösende
Kältemittel. Indessen bergen die gebräuchlichen Schmiermittelzuführu-ngen die Gefahr
in sich, daß zugviel Schmieröl in den Kältemittelkreslauf gelangt.
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Diie Schmiermittelzuführung nach der Erfindung vermeidet diesen Nachteil
und sichert eine genügende Schmierung der Kolbenlaufbahn und der Ventile, ohne die
einem Ejektorrohr eigenen Schwankungen der geförderten Ölmenge in Kauf nehmen zu
müssen. Hierbei wird das Schmiermittel aus dem Ölbad des Gehäuses in bekannter Weisie
durch eine an der Kurbelwelle des Kompressors angeordnete Spiralnut gefördert und
durch eine im Ko.mpressor@ gehäuse vorgesehene Leitung dem Zylinder des Kompressors
zugeführt. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die ikrn Ko-mpressorgehäuse
angeordnete ölzuführungslei@tung für die Kolbenschmierung vorn der La,erfläche des
mit der Spiralnut verseh enen Teiles der Kurbelwelle abgezweigt ist und beim Umlaufen
der Kurbelwelle aus der Spiralnut pulsierend mit Drugcklöl versorgt wird.
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Vorzugsweise weist die an der Kurbelwelle angebrachte Spiralnut :eine
solche Anordnung auf, daß die von, ihr mit Drucköl versorgte Ölzuführungsleitung
für die Kolbenschmierung im Takt der Belegung des Kolbens mit der Spiralnut zur
Deckung kommt. Hierdurch wird erreicht, daß :ein .erhöhter Druck in der Ölzuführungsleitunig
für die Kolbenschmierung immer gerade dann eintritt, wenn sich der Kolben an einer
bestimmten Stelle seiner Bewegungsbahn befindet.
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Um das mit pulsierendem Druck zugeführte Öl gleichmäßig auf den Kolbenumfang
zu, verteilen, kann die Zylind-erlauffläche in bekannter Weise mit einer den Kolben
umschließenden Ölrille versehen sein. Der Kolben des Kompressors weist zweckmäßig
zwei axial versetzt liegende Ringnuten auf, von denen die dem Kurbelgehäuse zugewandte
Kolbennut aus der pulsierend beaufschlagten Ölrille des Zylinders mit Drucköl versorgt
wird, während die dem Zylinderkopf zugekehrte K vlbennut mit der Ölzuführungslei=;g
nicht zur Deckung kommt und durch eine Öffnung des Kolbens mit dem Kurbelgehäuse
verbunden ist. Die demulrbelgehäuse zugewandte Kolbennut nimmt während des Rich.tun'-swechsels
des Kolbens Drucköl auf, das die Kolbenlaufbahn beim Verdichtungshub benetzt. Beim
nachfolgenden Rückgang des K;>:bcns wird dann ein Teil des am, die Zylinderwand
abgegebenen Öls von der zweiten, dem Zylinderkopf zugekehrten Ölnut dies Kolbens
.aufgefangen,, so daß auch diese Rille mit Öl versehen. ist. Durch die mit Öl gefüllten
Ringnuten des Zylinders und des Kolbens wird das Durchtreten des verdichteten Kältemittels
weitgehend verhindert. Soweit dennoch verdichtetes Gas bis zur :erstem: Ölrille
des Kolbens gelangt, wird es von dieser Rille aufgefangen und durch ein Loch in
das Kurbelgehäuse geleitet, ohne daß :es mit seinem immer noch erheblichen Überdruck
in die Ölrille des Zylinders und damit in das Schmiersystem gelangen kann, wodurch
die Schm:,crung beeinträchtigt werden würde, da der Druck des Kältemittels meist
höher ist cis der Öldruck.
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Vorzugsweise ist .die von der Spiralnut der Kurbelweile pulsierend
mit Drucköl gespeiste ül7u@führungsleitung so aasgebildet, daß ;sie auch an den
Ventilen dies Kompressiors ausmündet und an diesem Endie einen Kapillareinsatz enthält,
der gier nicht als Ej,ektor zum Absaugen von Öl durch das strö meide Kältemittel
dient, sondern die Aufgabe hat, einen Druckabfall im. der ölzuführungsleitung unter
Wirkung des in der Saugleitung des Kompressiors herrschenden Unterdrucks zu veril:iidern.
Der Kapillareinsatz stellt hier ein Drosselorgan dar, durch das lein Teil dies zur
Kolbenschmierung dienenden Drudköls .hindurchgepreßt wird, wenn die Ölzuführungsleitung
mit der SpiraInut der Kurbelwelle zur Deckung kommt. Hierdiurch kann das zur Ventilschmierung
benötigte Öl in ganz bestimmter und durch die Kapillarweite regelha.rer Menge so
zugeführt werden, daß: keine überschüssigen Ölmengen und Öldämpfe in den Kreislauf
des Kältemittels kommen.
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Die Zeichnung zeigt ein Beispiel für dige Ausbildung der erfindungsgemäßen
Schmierm ttelzuführung für dien Kompressor einer Kleinkältemaschine, und zwar zeigt
Fig. reinen senkrechten Teillängsschnitt durch den Kompressor und Fig. a :einte
"Stirnansicht der Ventilplatte bei abgenommenem Zyliniderkkkopf.
Der
im Zylinder i des Kömpressorgehäuses 2 befindliche Kolben 3 ist mit seiner Pleuelstange
q an dem Exzenter 5 einer motorisch angetrieben Treibwelle 6 gelagert, die mit einem
Zapfen 7 in einem Lageransatz 8 des Kompressiorgehäuses umläuft. Der Lageransatz
ist mit einem abnehmbaren Deckel 9 verschlossen und weist eine oder mehrere Querbohrungen
i o auf, durch die das im Ölbad am Boden der hermetisch geschlossenen Gehäusekapsel
i i angesammelte Öl an den Wellenzapfen 7 gelangen kann. Der Wellenzapfen ist mit
einer das Öl fördernden Spiralnut 12 und mit einer in die Nut einmündenden Querbohrung
13 versehen, an die sich eine Zentralbohrung 13a für die Lagerschmierung der Welle
und des Kolbenbolzens anschließt. Im Bereich dies oberen Endes der Sp@iralnut 12
befindet sich im Kompressorgehäuse eine geradlinigie Bohrung 1q., die mit einer
schrägen Zweigleitung 15 in eine Ringnut 16 der Wand des Zyliders i ausmündet.
Der Kolben 3 weist gleichfalls- zwei Ringnuten 17 und 18 auf. Die Ringnuten sind
so angeordnet, daß die Nut 16 des Zylinders mit der Ringnut 17 des Kolbens zur Deckung
gelangt oder, wie dargestellt, von. ihr überschritten wird, wenn der Kolben 3 in
seine innere Umkehrstellung kommt, während die Ringnut 18 des Kolbens die Nut 16
dies Zylinders nicht überschreitet und durch .eine Querbohrung i g des Kolbens mit
dem Kurbelgehäuse verbunden ist. Die Bohrung 14 führt an der Zweiglieitung 15 vorbei
und enthält an ihrem Ende einen Kapillareinsatz 2o, der in einen V-färmigen Leitkanal
2 t deiner Ventilplatte 22 ausmündet. Die Ventilplatte ist mit dem Zylinderkopf
23 am Kompressorgehäuse festgespannt und trägt das durch eine Federscheibe od. dgl.
gebildete Einlaßventil 2q. und das Auslaßventi125 des Kompressors.
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Ist die Maschine in Betrieb, so fördert der umlaufende Wellenzapfen
7 das durch die Leitungen i o einfließende Öl in seiner Spiralnut 12 nach oben,
wobei es durch die Querbohrung 13 und die Zentralbohrung 13a den Wellenlagern, dem
Pleuellager und dem Kolbenbolzen zugeführt wird. Bei jeder Umdrehung der Treibwelle
6 kommt der Kolben 3 einmal in seine innere Umkehrstellung. Zugleich kommt bei jeder
Umdrehung der Treibwelle 6 einmal die Ölbohrung 14 mit der Spiralnut 12 zur Deckung,
so daß das Öl pulsierend in die Bohrung 14 gedrückt wird. Zweckmäßig ist die Spiralnut
12 so angeordnet, daß sie mit der Bohrung 14 gerade zur Deckung kommt, wenn die
Ringnut 17 des Kolbens an der Ringnut 16 der Zylinderwand vorbeigeht, so daß sich
die Ringnut 17 ringsherum mit Öl füllt. Der Kolben nimmt dieses Öl beim Verdichtungshub
mit und benetzt damit die Kolbenlaufbahn. Beim nachfolgenden Saughub wird ein Teil
des auf die Zylinderwand übertragenen Öls von der zweiten, denn Zylinderkopf zugewendeten
Ringnut 18 des Kolbens aufgefangen, so daß auch diese Nut mit Öl versehen ist und
keine größere Ölmenge an der vom Kolben freigelegten Zylinderwand verbleibt. Durch
die in den Ringnuten 16, 18 befindlichen Ölringe wird eine Abdichtung des Kolbens
erzielt, die dass Durchtreten des verdichteten Kältemittels zwischen Kolben und
Zylinder weitgehend verhindert. Soweit dennoch Kältemittel bis zur Ringnut 18 kommt,
wird es hier aufgefangen und durch das Loch i g in das Kurbelgehäuse abgeleitet,
ohne in die Schmierleitungen einzuströmen.
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Ein Teil des in die Bohrung 1 ¢ pulsierend einströmenden Öls fließt
an, der Zweigleitung 15 vorbei durch den Kapillareinsatz 2o und die Bohrungen 21
nach dem Ansaugventil. Der Kapillareinsatz 2o ergibt eine Drosselung des Öldrucks
und bewirkt, daß das Öl in dosierter Menge dem Ventil zugeleitet wird, wobei auch
diese Zuführung pulsierend gerade dann erfolgt, wenn sich das Einlaßventil in seine
Schließstellung bewegt, so daß das Schließgeräusch durch den pulsierenden Gegendruck
des Öls abgedämpft wird.
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Die Erfindung ist ;nicht auf Einzelheiten der
Ausführung beschränkt.
Dies gilt insbesondere für die Anzahl der Ringnuten am Zylinder und am Kolben und.
ihre gegenseitige Lage. Der Wellenzapfen 7 oder der Exzenter 5 kann an der Treibwelle
6 drehbar angebracht sein, so daß sich der Zeitpunkt des Deckens der Spiralnut 12
mit der Bohrung 14 in Bezug auf die Lage des Kolbens 3 nach Bedarf ändern läßt.
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Eine derartige Schmierung kann schließlich auch bei anderen Kolbenmaschinen
Anwendung finden.