DEL0020683MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 17. Dezember 1954 Bekanntgemacht am 26. Juli 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung bezieht sich auf Kompressionskältemaschinen, bei denen die Motorkompressoreinheit in einer Kapsel stehend angeordnet ist und die gemeinsame Achse eine Ölpumpe zur Schmierung der Lagerstellen sowie der beweglichen Teile des Kompressors und zur Kühlung der Einheit antreibt.

Es ist bekannt, die Ölpumpe am unteren Ende der senkrechten Achse kurz oberhalb des Ölsumpfes

ίο anzuordnen und das von ihr geförderte Öl durch die hohle Achse hindurch den Lagerstellen und dem oberhalb des Motors angeordneten Verdichter zuzudrücken, und es außerdem aus dem oberen Ende der Achse austreten zu lassen und zu verteilen, damit es abwärts fließend den bespülten Teilen Wärme entzieht. Bei dieser Anordnung arbeitet die Ölpumpe praktisch, nur als Druckpumpe.

. Bei den an sich geringen Leistungen derartiger kleiner, zumeist als Rollkolbenpumpen ausgebildeter olpumpen ist es zweckmäßiger, die Pumpen so anzuordnen, daß ihre Arbeit sich möglichst gleichmäßig auf Saugen und Drücken verteilt. Man hat daher bei Motorkompressoren der genannten Art, bei denen der Kompressor oberhalb des Motors angeordnet ist, die Ölpumpe zwischen Motor und Kompressor angebracht und sie als Rollkolben ausgebildet, bei welcher der Kolben von einem in die gemeinsame Motor- und Kompressorkurbelwelle eingeschnittenen Exzenter gebildet wird. Bei dieser Anordnung wird das Öl vom Ölsumpf durch ein besonderes Saugrohr außen am Lagerschild

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zugeführt und tritt von außen her neben einem auf dem Exzenter laufenden Schieber in den Ölpumpenraum ein und wird in einen an der anderen Seite des Schiebers verlaufenden Druckkanal zur weiteren Verteilung gedrückt. Diese Art des Anschlusses von Saug- und Druckleitung ist allen bekannten Rollkolbenpumpen eigentümlich.

Diese Ölsaugleitung, die bei senkrechter Anordnung der Motor-Kompressorachse außen um den

ίο Stator herumgeführt werden muß, hat verschiedene Nachteile. Einmal wird durch sie der Raumbedarf erhöht, und außerdem stellt sie eine den Wirkungsgrad der Pumpe beeinträchtigende, verhältnismäßig lange Rohrleitung dar. Schließlich erschwert eine solche zusätzliche Rohrleitung die Montage und bildet mit ihren Anschlüssen eine Fehlerquelle.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Motorkompressoren mit Ölpumpe in der beschriebenen Anordnung diese Mängel zu beseitigen. Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß die Welle von unten her bis in die Höhe des Exzenters hohl ist und als Saugleitung für das Öl dient und daß der Pumpenraum durch eine oder mehrere radiale oder annähernd radiale Bohrungen mit der Wellenbohrung verbunden ist.

Bei einer solchen Zuführung des Öles zur Pumpe wird im Gegensatz zur üblichen festen Anordnung der Saugleitung bei Rollkolbenpumpen die Ölsaugbohrung bei der Drehung der Welle und damit des Exzenters ständig über den Druckkanalanschluß hinweggeführt. Bei geeigneter, Wahl der Winkellage der Bohrungen zum Totpunkt des Exzenters tritt jedoch kein unerwünschtes Zurückströmen von Öl in die Saugleitung ein. Dieser Versetzungs-

35. winkel muß aber auch so groß gewählt werden, daß eine genügende Ölförderung erfolgt, da bei zu kleinem AVinkel infolge der geringen Exzentrizität derartiger Rollkolben der Eintrittsquerschnitt in den sichelförmigen Pumpenraum zu gering ist.

Die radiale Zuführung des Öles aus der als Saugleitung dienenden Hohlwelle hat neben dem Vorteil eines einfachen und nicht stöirungsanfälligen Aufbaus, der keine besonderen Rohranschlüsse und damit keine zusätzlichen Montagearbeiten erfordert, den weiteren Vorteil der Materialeinsparung durch Fortfall der Saugrohrleitung und rein wirkungsmäßig einer Unterstützung der Saugwirkung durch die von der umlaufenden Welle auf das Öl ausgeübte Fliehkraft, welche das Öl durch die radialen Bohrungen in den Pumpenraum treibt.

Die Verwendung der Welle als Saugleitung bietet ferner die Möglichkeit, auf einfache Weise die Ansaugfähigkeit der Pumpe zu verbessern und ein Trockenlaufen zu verhindern, indem man dafür Sorge trägt, daß bei Stillstand stets ein bestimmter kleiner ölvorrat in der Welle verbleibt. Dies läßt sich auf verschiedene Weise realisieren, wie die nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung zeigen. Auch für die Ausbildung und Anordnung der radialen Bohrungen gibt es die verschiedensten Lösungsmöglichkeiten.

Das Grundprinzip der Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt, die im oberen Teil die Kurbelwelle teilweise im Längsschnitt zeigt, während der untere Teil einen Querschnitt der Welle in Höhe des Rollkolbens in der Ebene A-B wiedergibt. Die Welle ι mit der Kurbel 2 ist auf einem begrenzten Teil ihrer Länge exzentrisch eingeschnitten. Dieser Exzenter ist mit 3 bezeichnet, er bildet den Rollkolben der Ölpumpe. Das Pumpengehäuse ist der Einfachheit halber weggelassen, da es keine Besonderheiten aufweist. Die Welle ist zentrisch von unten her aufgebohrt. Diese Bohrung 4 reicht etwas über die obere Begrenzung des Exzenters hinaus. In Höhe des Exzenters weist die Wellenwandung drei übereinandeiiiegende radiale Bohrungen 5 auf, die das Innere der Welle mit dem sichelförmigen Pumpenraum verbinden. Diese Bohrungen sind in einem solchen Winkel gegenüber der Totpunktlage T des Rollkolbens, d. h. der Berührungslinie zwischen Kolbenwand und Putnpengehäuseiwand, angeordnet, daß einerseits eine ausreichende Ölförderung möglich ist, andererseits ein Rückfließen von Öl in die Hohlwelle nicht stattfindet.. Versuche haben gezeigt, daß ein Nacheilungswinkel von 60 bis 120⁰ geeignet ist, wobei ein Winkel von etwa 8o° die günstigste Wirkungsweise ergibt.

In dieser Figur sind noch keine Mittel vorgesehen, die die Bildung eines kleinen Ölvorrats in der Welle ermöglichen. Solche sind erst in den folgenden Ausfübrungsbeispielen angegeben. Die radialen Bohrungen können auch in ihrer Zahl, Anordnung und Querschnitt verschieden gewählt werden. So ist es z. B. möglich, wie Fig. 2 zeigt, " eine oder mehrere Bobrungen horizontal, andere geneigt, und zwar vorzugsweise von innen nach außen ansteigend auszubilden. Man kann auch mehrere Bohrungen in bezug auf ihre Winkellage versetzt anordnen, und zwar in einer oder auch in verschiedenen Ebenen.

Die bereits erwähnte Fig. 2 unterscheidet sich von der Fig. 1 außer in der Anordnung der radialen Bohrungen vor allem darin, daß in die Bohrung 4 der Hohlwelle 1 ein kurzes, engeres Rohr in Gestalt eines Rohrnietes 6 eingesetzt ist, dessen unteres Ende durch eine Spannscheibe 7 an einem Absatz in der Wellenbohrung gehalten wird und dessen oberes Ende etwa in Höhe der radialen Bohrungen im Exzenter liegt. Hierdurch wird in der Welle eine kleine Pfanne geschaffen, in der sich bei Stillstand der Maschine ein Teil des zurücklaufenden Öles sammelt. Bei Wiederanlaufen der Maschine wird dieser Ölrest durch die radialen Bohrungen, insbesondere durch die schräg liegende Bohrung infolge der Zentrifugalkraft in den Pumpenraum geschleudert und bewirkt eine verbesserte Dichtung zwischen Exzenter und Lagerbohrung sowie zwischen Exzenter und Schieber. Dadurch wird auch die Saugwirkung der Pumpe verbessert und nach längerem Stillstand beim Wiederanlaufen ein rasch einsetzender Schmierölumlauf erzielt.

An Stelle des Rohrnietes kann man auch, wie Fig. 3 zeigt, ein längeres Rohr 8 in die Hohlwelle einsetzen, das aus der Welle unten heraustritt und bis in den Ölsumpf ragt. Die Austrittsstelle dieses als Ölansaugrohr dienenden Rohres aus der Welle

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ist auf irgendeine Weise, z. B. durch eine aufgeschobene elastische und gut dichtende Kappe 9 oder durch einen eingesetzten Dichtungsring abgedichtet, so daß das sich in dem Zwischenraum zwischen dem Rohr 8 und der Wandung der Wellenbohrung 4 sammelnde Öl nicht abfließen kann. Dieser Zwischenraum bildet das Ökeservoir, aus dem beim Wiederanlaufen' das Öl durch die Fliehkraft in den Pumpenraum gedrückt wird. Die untere Mündung des Ölansaugrohres kann noch in bekannter Weise durch ein Filter abgeschlossen werden.

Bei allen vorstehend beschriebenen Beispielen waren Wellenbohrung und Einsatzrohr koaxial angeordnet. Um die Förderwirkung zu verstärken, kann man die Welle auch' exzentrisch ausbohren und das■ ölansaugrohr8 zentrisch in der Welle so führen, daß es die exzentrische Bohrung 4 längs der Linie größter Wandstärke berührt. Eine solche Anordnung ist in Fig. 4 schematisch dargestellt. Hierbei hat sich bereits eine wesentliche Erhöhung der beim Anlaufen aus der in der Hohlwelle gebildeten Tasche (Ölreservoir) ausgeworfenen Ölmenge ergeben.

Um das exzentrische Aufbohren der Welle zu vermeiden, kann man auch das Ölansaugrohr in der zentrischen Wellenbohrung exzentrisch führen. Den besten Wirkungsgrad erhält man dabei, wenn man zugleich die Wellenböhrung so groß wie

30. möglich macht. Man erhält dadurch nicht nur. eine größere Exzentrizität des an einer Seite an der Wand der Bohrung anliegenden Ölansaugrohres und damit in diesem eine erhöhte Ansaugwirkung, sondern auch eine größere Öltasche.-Der größere Ölvorrat ergibt dann mit der durch die größere Wellenbohrung erzielten erhöhten Fliehkraft eine entsprechend größere Fördermenge. Eine Anordnung dieser Art zeigt Fig. 5.

Claims (15)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Anordnung für Ölpumpen in Kompressionskältemaschinen mit senkrechter Welle, bei der ein in die gemeinsame Motorkompressorwelle eingeschnittener Exzenter den Rollkolben der zwischen Motor und Kompressor angeordneten Ölpumpe bildet, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle von unten her bis in die Höhe des Exzenters hohl ist und als Saugleitung dient und daß der Pumpenraum durch eine oder mehrere radiale oder annähernd radiale Bohrungen mit der Wellenbohrung verbunden ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Bohrungen in einem solchen Winkel zum Totpunkt des Exzenters verlaufen, daß bei ausreichender Ölförderung keine unerwünschte Rückströmung von Öl in die Saugleitung erfolgt.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und. 2, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Bohrungen gegenüber dem Totpunkt einen Nacheilungswinkel von 60 bis 120⁰ aufweisen.

4. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Bohrungen horizontal und/oder schräg von innen nach 6g außen ansteigend ausgebildet sind.

5. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere radiale Bohrungen senkrecht übereinander angeordnet sind.

6. Anordnung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere radiale Bohrungen in gleicher oder in verschiedenen Ebenen winkelmäßig gegeneinander versetzt angeordnet sind.

7. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hohlwelle Mittel vorgesehen sind, welche bei Stillstand der Maschine die Bildung eines kleinen Ölvorrates in der Hohlwelle ermöglichen.

8. Anordnung nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß. in die Hohlwelle (1) ein engeres als Ölansaugrohr dienendes Rohr (8) eingesetzt ist, dessen oberer Rand etwa in Höhe der radialen Bohrungen liegt, wobei der Zwischenraum zwischen der Rohraußenwand und der Wandung der Wellenbohrung nach unten dicht abgeschlossen ist, so daß in der Hohlwelle eine sich bei Stillstand der Maschine mit öl füllende Tasche entsteht.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das eingesetzte Rohr als verhältnismäßig kurzer Rohrniet (6) ausgebildet ist, der durch eine Spannscheibe (7) an einem Absatz der Wellenbohrung gehalten wird.

10. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr aus dem unteren Ende der Welle unter Abdichtung der Austrittsstelle herausgeführt ist und mit seiner Mündung in den Ölsumpf reicht.

11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung durch eine über das Ansaugrohr und das Wellenende aufgeschobene elastische und gut dichtende Kappe

(9) bewirkt wird...

12. Anordnung nach Anspruch 1, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß Wellenbohrung und Ölansaugrohr koaxial angeordnet sind.

13. Anordnung nach Anspruch 1, 7 und 8, gekennzeichnet durch eine exzentrische Wellenbohrung mit zentrisch eingesetztem Ölansaugrohr, das die Wellenbohrung längs der Linie der stärksten Wellenwandung berührt.

14. Anordnung nach Anspruch 1, 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Ölansaugrohr exzentrisch in der zentrischen Wellenböhrung geführt ist und sich an die Wand der Wellenbohrung anlegt.

15. Anordnung nach Anspruch 1, 7, 8 und 14, gekennzeichnet durch größtmögliche Ausbohrung der Welle.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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