DE1476975C3 - Schmiervorrichtung für den Kolben eines Kältemittelverdichters - Google Patents

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

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-

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)

Patentansprüche:

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-·"- ■ ■;■■■'·■ ■;'. . / .