DE1476975C3 - Schmiervorrichtung für den Kolben eines Kältemittelverdichters - Google Patents
Schmiervorrichtung für den Kolben eines KältemittelverdichtersInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Schmiervorrichtung für den Kolben eines Kältemittelverdichters, insbesondere
eines gekapselten Elektro-Tauchkolbenverdichters, mit vorzugsweise stehend angeordneter Antriebswelle, die
über ein Schubkurbelgetriebe mit einer Schubstange den in einem liegend angeordneten Zylinder hin und her
bewegbaren Kolben antreibt, der über seinen Kolbenbolzen gelenkig mit der Schubstange verbunden ist und
dessen Lagerstellen über ölförderbohrungen in der Kurbelwelle und in der Schubstange sowie eine von der
Mündung der ölförderbohrung im Schubstangenauge nach außen verlaufenden Schmiernut mit Schmieröl
versorgt werden.
Bei bekannten Kältemittelverdichtern der genannten Art ist es üblich, den Kolbenbolzen mit Ringnuten bzw.
Längs- und Querbohrungen zu versehen, durch welche
ίο das geförderte Schmieröl an die Lagerstellen gelangt.
Um eine ausreichende Schmierung der Schmierstellen zu erreichen, ist man dabei gezwungen, die Schmierölkanäle
mit möglichst großem Durchlaßquerschnitt auszuführen, damit die bei der Förderung des Schmieröls
auftretenden Druckverluste gering bleiben.
Durch diese mit großem Querschnitt und darüberhinaus auch oft sehr kompliziert geführten Schmierölkanäle
und Nuten wird aber nicht nur die Herstellung des Verdichters verteuert, es wird auch die mechanische
Festigkeit der betreffenden Bauteile geschwächt. Darüberhinaus haben diese Schmierölkanäle und Nuten
am Kolbenbolzen eine ungünstige Wirkung auf die Verteilung der Lagerkräfte im Kolbenbolzenlager zur
Folge.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Kältemittelverdichter die Schmierung des Kolbens so
zu verbessern, daß ohne Schwächung der betreffenden Bauteile eine genügende Schmierung insbesondere in
der Anlaufphase des Kältemittelverdichters gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß das Schubstangenauge mit genauer Passung
zwischen die* Stirnflächen der Kolbenbolzenaugen in den Kolben eingesetzt ist und die Schmiernut
mindestens an einer Stirnseite des Schubstangenauges in eine in dem Kolbenbolzenauge des Kolbens
vorgesehene, nach außen verlaufende Schmiernut einmündet, wobei die Durchlaßquerschnitte der beiden
Schmiernuten sich an den einander zugekehrten Stirnseiten des Schubstangenäuges und des Kolbenboizenauges
bei einer bestimmten Stellung der Kurbel
vollständig decken. '.·,-. ..·.-.
Mit Hilfe der .erfindungsgemäßen Anordnung der Schmiernuten in dem Schubstangenauge und dem
Kolbenbolzenauge wird auf einfache und wirtschaftliche Weise erreicht, daß schon beim Anlauf des Verdichters
eine rasch einsetzende, ausreichende Schmierölversorgung gewährleistet ist.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des Gegen-Standes der Erfindung ist vorgesehen, daß sich die Durchlaßquerschnitte der Schmiernuten vollständig decken, wenn die Kurbel die obere Totpunktlage
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des Gegen-Standes der Erfindung ist vorgesehen, daß sich die Durchlaßquerschnitte der Schmiernuten vollständig decken, wenn die Kurbel die obere Totpunktlage
überschritten hat.: -v
Bei einer derartigen Ausbildung der Schmiernuten ergibt sich der Vorteil, daß beim Wechsel der
Bewegungsrichtung der Kurbel die dem Schmieröl in der Längsbohrung der Schubstange vermittelte Bewegungsenergie
eine besonders starke ölförderung gerade dann bewirkt, wenn sich die Schmiernuten im
Kolbenbolzenauge und im Schubstangenauge vollständig überdecken und somit dem Schmieröl ein großer
Strömungsquerschnitt zur Verfügung steht.
Weitere in den Ansprüchen gekennzeichnete vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind in der nachfolgenden
Beschreibung anhand von zwei in der Zeichnung vereinfacht dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert.
Es zeigt
F i g. 1 einen gekapselten Elektro-Tauchkolbenver-
F i g. 1 einen gekapselten Elektro-Tauchkolbenver-
dichter, dessen im Schnitt gezeichnetes Schubkurbelgetriebe mit anderen Teilen durch Abbrechen der
Kapselwandung stellenweise sichtbar gemacht sind,
Fig.2 in größerer Darstellung als bei Fig. 1 den Kolben mit dem Kolbenbolzen und dem kolbenseitigen
Ende der Schubstange im Schnitt,
F i g. 3 eine der F i g. 2 entsprechende Ansicht, in der eine andere Befestigung des Kolbenbolzens gezeigt ist,
F i g. 4 das Triebwerk des Elektro-Tauchkolbenverdichters
in einer Ansicht von oben, wobei die Kurbel eine Stellung von etwa 30° nach dem oberen Totpunkt
des Kolbens einnimmt,
Fig.5 das kolbenseitige Ende der Schubstange,
teilweise im Schnitt,
Fig.6 eine der Fig.4 entsprechende Ansicht des
Kolbens im Schnitt und
Fig. 7 einen Schnitt durch den Kolben mit einer gegenüber der F i g. 6 um 90° gedrehten Schnittebene.
In einer hermetisch geschlossenen Kapsel 1, die wie üljlich mit Füßen 2 zum Befestigen der Kapsel sowie
einem zum Einfüllen des Kältemittels dienenden Rohrstutzen 3 ausgestattet ist, ist ein Elektro-Tauchkolbenverdichter
mit stehend angeordneter Antriebswelle 4 in bekannter Weise an, in der Zeichnung nicht
sichtbaren, federelastischen Trägern aufgehängt.
Am oberen Ende der Antriebswelle 4 ist eine Kurbelwange 5 vorgesehen, auf der ein mit einer
ringförmigen Schmiernut 6 ausgestatteter Kurbelzapfen 7 angeordnet ist. Das untere Ende der Antriebswelle 4
weist eine zu deren Drehachse geneigt angeordnete Ölförderbohrung 8 mit einer etwa senkrecht dazu
verlaufenden Entlüftungsbohrung 9 auf. Mit ihrem unteren Ende ragt die Antriebswelle 4 so weit aus dem
unteren Wickelkopf 10 des durch die Kapselwand verdeckten Antriebselektromotors heraus, daß es in
einem in dem unteren Teil der Kapsel 1 stehenden Sumpf 11 des Öl-Kältemittelgemisches eintaucht.
Das oberhalb des Antriebselektromotors angeordnete Triebwerk 12 umfaßt außer der mit der Antriebswelle
4 verbundenen Kurbelwange 5 und dem Kurbelzapfen 7 eine mit dem Kurbelzapfen gelenkig verbundene
Schubstange 13, sowie einen Kolben 14 und einen Kolbenbolzen 15, der den Kolben 14 gelenkig mit der
Schubstange 13 verbindet. Der Kolben 14 ist in einem Zylinder 16 hin und her bewegbar geführt.
Die Schubstange 13 weist eine Längsbohrung 17 auf, durch die das Schmieröl von dem den Kurbelzapfen 7
umschließenden Auge 18 in das Schubstangenauge 19 geleitet wird. Diese Längsbohrung 17 mündet in eine in
dem Schubstangenauge 19 vorgesehene Schmiernut 20, die etwa parallel zur Achse des Kolbenbolzens 15 in der
Innenwand des Schubstangenauges verläuft.
Zur Weiterleitung des in der Schmiernut 20 befindlichen Schmieröls dient eine in dem Kolbenbolzenauge
21 des Kolbens vorgesehene Schmiernut 22. Diese ist, wie insbesondere aus der F i g. 4 hervorgeht,
derart angeordnet, daß sich ihr Durchlaßquerschnitt an den inneren Stirnseiten des Kolbenbolzenauges mit dem
Durchlaßquerschnitt der Schmiernut 20 in dem Schubstangenauge voll decken, wenn die Kurbel eine Stellung
von etwa 30° nach dem oberen Totpunkt des Kolbens einnimmt.
Zum Befestigen des Kolbenbolzens 15 in dem Kolbenbolzenloch dient ein Spannstift 23, der, wie in der
F i g. 2 dargestellt ist, durch den Boden des Kolbens 14 hindurch in eine in dem Kolbenbolzen 15 vorgesehene
Bohrung eingetrieben ist.
Eine andere Befestigung des Kolbenbolzens ist in der Fig.3 dargestellt. Hier wird der Kolbenbolzen 15 von
einem Sprengring 24 gehalten, der einerseits in eine in dem Kolbenbolzen vorgesehene Ringnut 25 und
andererseits in eine entsprechende Ausnehmung 26 in der Bohrung des Schubstangenauges 19 eingreift. In
diese Ausnehmung 26 kann der Sprengring ausweichen, wenn der Kolbenbolzen in das Kolbenbolzenloch
eingesteckt wird oder herausgezogen werden soll. Da sich der auf diese Weise befestigte Kolbenbolzen frei in
dem Kolbenbolzenloch drehen kann, wird durch diese Befestigungsart eine einseitige Abnutzung des Kolbenbolzens
verhindert.
Beim Anlauf des Elektro-Tauchkolbenverdichters wird das mit Hilfe der Entlüftungsbohrung 9 von dem
Kältemittel getrennte Schmieröl in bekannter Weise durch die Schleuderwirkung der in der Antriebswelle 4
vorgesehenen Ölförderbohrung 8 aus dem Sumpf 11 gefördert und gelangt an das obere Ende der
Antriebswelle. Von dort aus wird es durch die in der Kurbel vorgesehene ringförmige Schmiernut 6 in die
Längsbohrung 17 der Schubstange 13 weitergeleitet.
Durch die an diese Längsbohrung 17 anschließende Schmiernut 20 und die in dem Kolbenbolzenauge
vorgesehene Schmiernut 22 gelangt ein Teil des Schmieröls an die Gleitflächen des Kolbenbolzens,
während ein anderer Teil durch die zwischen den Stirnflächen der Kolbenbolzenaugen und der Schubstangenaugen
bestehenden Spalte nach außen sickert und die Gleitflächen der aufeinander bewegten Teile
schmiert.
Der weitaus größte Teil des Schmieröls wird aber durch die Schmiernut 22 an dem Kolbenbolzen
entlanggeleitet und tritt an den Ausgängen des Kolbenbolzenauges auf die Gleitflächen des Zylinders
16 aus.
Durch die in der F i g. 7 gezeigte Anordnung, nach der die Schmiernut 22 nur auf der in der Einbaulage
obenliegenden Seite des Kolbens bis an die Zylinderwand durchgeführt ist, wird erreicht, daß der größte Teil
des Schmieröls an der Oberseite des Kolbens austritt, während nur wenig Schmieröl entlang dem Kolbenbolzen
nach unten in den Zylinder sickern kann.
Wird auch bei einer nach unten durchgehenden Schmiernut 22 eine derartige Umleitung des Schmieröls
gewünscht, so kann der Spannstift 23 bzw. der Sprengring 24 so angeordnet werden, daß durch diese .
Teile die nach unten führende Schmiernut gesperrt ist (siehe hierzu F i g. 3).
Der Kolbenbolzen 15 weist in seiner in der Betriebslage nach oben gerichteten Stirnseite eine
Sackbohrung 27 auf, die als Behälter für einen kleinen Vorrat von Schmieröl dient. Dieses Schmieröl, das vor
der Montage des Triebwerks in die Sackbohrung 27 eingefüllt wird, oder das sich während des Betriebes des
Tauchkolbenverdichters in dieser Sackbohrung gesammelt hat, schwappt beim Anlauf des Verdichters über
den Rand der Sackbohrung und netzt auf diese Weise die Gleitflächen des Kolbens. Hierdurch wird erreicht,
daß diese Gleitflächen sofort beim Anlauf des Verdichters stark geschmiert werden.
Die Breite der Schmiernuten in dem Schubstangenauge und dem Kolbenbolzenauge ist so gewählt, daß auch
in der ungünstigsten Stellung der Schubstange 13 ein kleinster Querschnitt für den Durchfluß des Schmieröls
bestehenbleibt und auch genügend Schmieröl an die Lagerstellen gelangen kann, wenn sich durch die
Relativbewegung zwischen den Stirnflächen des Kolbenbolzenauges und des Schubstangenauges die Lage
der Schmiernuten zueinander und dadurch der Durchlaßquerschnitt an dieser Stelle während eines Kolbenhubes
dauernd ändert.
Werden darüber hinaus die Schmiernuten so angeordnet, daß sich deren Durchlaßquerschnitte gerade
dann vollständig decken, wenn die Kurbel den oberen Totpunkt überschritten hat und beispielsweise eine
Stellung von 30° nach dem oberen Totpunkt des Kolbens einnimmt, so wirkt sich dies für die Schmierung
besonders günstig aus. Hierdurch steht dem Schmieröl der volle Durchflußquerschnitt gerade in der Phase zur
Verfügung, wenn sich dem normalen Förderdruck die auf das in der Längsbohrung 17 der Schubstange 13
vorhandene Schmieröl einwirkenden Beschleunigungskräfte in Richtung auf den Kolben überlagern und so
den Druck des Schmieröls steigern.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Schmiervorrichtung für den Kolben eines Kältemittelverdichters, insbesondere eines gekapselten
Elektro-Tauchkolbenverdichters, mit vorzugsweise stehend angeordneter Antriebswelle, die
über ein Schubkurbelgetriebe mit einer Schubstange den in einem liegend angeordneten Zylinder hin und
her bewegbaren Kolben antreibt, der über seinen Kolbenbolzen gelenkig mit der Schubstange verbunden
ist und dessen Lagerstellen über Ölförderbohrungen in der Kurbelwelle und in der Schubstange,
sowie eine von der Mündung der Ölförderbohrung im Schubstangenauge nach außen verlaufenden
Schmiernut mit Schmieröl versorgt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das Schubstangenauge
(19) mit genauer Passung zwischen die Stirnflächen der Kolbenbolzenaugen (21) in den
Kolben (14) eingesetzt ist und die Schmiernut (20) mindestens an einer Stirnseite des Schubstangenauges
(19) in eine in dem Kolbenbolzenauge (21) des Kolbens (14) vorgesehene, nach außen verlaufende
Schmiernut (22) einmündet, wobei die Durchlaßquerschnitte der beiden Schmiernuten (20, 22) sich
an den einander zugekehrten Stirnseiten des Schubstangenauges (19) und des Kolbenbolzenauges
(21) bei einer bestimmten Stellung der Kurbel vollständig decken.
2. Schmiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Durchläßquerschnitte
der Schmiernuten (20, 22) vollständig decken, wenn die Kurbel die obere Totpunktlage überschritten hat.
3. Schmiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schmiernuten (22) in den Kolbenbolzenaugen (21) des Kolbens nach außen über die Enden des
Kolbenbolzens (15) hinausreichen.
4. Schmiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schmiernut (22) nur in demjenigen Kolbenbolzenauge (21) über das Ende des Kolbenbolzens (15)
hinausreicht, das sich in der Einbaülage des Kolbens
(14) oben befindet. ·
5. Schmiervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
der Durchlaßquerschnitt der in der Einbaulage des Kolbens nach unten führenden Schmiernut durch
einen Sprengring (24) verengt ist, der in einer Ausnehmung (26) in der unteren Stirnseite des
Schubstangenauges (19) eingebettet ist und zur Befestigung des Kolbenbolzens (15) dient.
6. Schmiervorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in
der Stirnseite des Kolbenbolzens (15), die in der Betriebslage nach oben weist, eine Sackbohrung (27)
zur Aufnahme eines Schmierölvorrats vorgesehen ist:V-·"- ■ ■;■■■'·■ ■;'. . / .
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