DE3720462A1 - Einrichtung zum kuehlen und schmieren eines kompressors - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Kühlen und Schmieren eines Kompressors gemäß dem Oberbe­ griff des Patentanspruchs 1.

Druckölgeschmierte Kompressoren weisen in der Regel ein Schmiersystem auf, durch das die Lage des Kurbeltriebes zwecks Schmierung mit Drucköl versorgt werden. Das aus den Lagern des Kurbeltriebes austre­ tende Drucköl wird in einem normalerweise im Kurbelgehäuse befindlichen Sumpf gesammelt und über einen Schmiersystemauslaß und einer daran angeschlos­ senen Rücklaufleitung in einen Rücklaufbehälter geführt. Die Abführung des Öls aus dem Sumpf erfolgt gewöhnlich durch die Schwerkraft des Öls, wobei der Rücklaufbehälter unterhalb des Sumpfniveaus angeord­ net ist.

Bei Kompressoren, die neben dem erwähnten Schmier­ system des Kurbeltriebes einen mit einem Kühlsystem ausgestatteten Zylinderkopf aufweisen, ist es üblich, beide Systeme durch eine gemeinsame Drucköl­ quelle zu speisen. Hierbei dient das Drucköl im Kühlsystem der Kühlung des Zylinderkopfes und/oder des Zylinders und im Schmiersystem der Schmierung des Kurbeltriebes. Das von der Druckölquelle geför­ derte Öl wird nach Durchströmen des Kühlsystems über eine am Kühlsystemauslaß angeschlossene Rücklauflei­ tung in einen Rücklaufbehälter des kombinierten Öl- und Schmiersystems geleitet.

Das im Sumpf befindliche Öl kann während des Kompres­ sorbetriebes mechanischen Einflüssen ausgesetzt sein, die ein Abfließen des Öls in den Rücklauf stören. So können z.B. durch die Bewegung des Kurbeltriebes und durch Druckschwankungen infolge Pumpwirkung des Kompressorkolbens im Kurbelgehäuse Verwirbelungen und Schwingungen von Luft und Öl auftreten, die ein gleichmäßiges Abfließen des Öls aus dem Sumpf erschweren. Auch kann durch eine während des Betriebes entstandene Schräglage des Kompressors das Sumpfniveau eine unerwünschte Höhe erreichen, bei der der Kurbeltrieb durch Eintauchen in das Öl die erwähnten nachteiligen Verwirbelungen verursacht.

Schließlich können auch bei einem in einem Fahrzeug installierten Kompressor durch Fahrschwingungen oder durch ein Eigenschwingungsverhalten des den Kompres­ sor tragenden Bauteils auf den Kompressor Vibrationen übertragen werden, die zu einem Ölrückstau in einem Sumpf des Kurbelgehäuses führen.

Ein solchermaßen gestörter Ölabfluß aus dem Sumpf des Kurbelgehäuses hat in nachteiliger Weise einen erhöhten Ölverbrauch des Kompressors und einen erhöhten Anteil an Öl in der vom Kompressor geförder­ ten Druckluft zur Folge.

Es ist denkbar, den Sumpf durch den Einsatz einer dem Sumpf nachgeschalteten Pumpe zu evakuieren. Dies würde jedoch für den vorgesehenen Verwendungszweck einen relativ großen Bauaufwand und einen zusätzlichen Energieverbraucher erfordern.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde eine Einrichtung der eingangs genannten Art mit einfachen Mitteln so zu verbessern, daß der Abfluß des Öls aus dem Sumpf des Kurbelgehäuses, auch unter hierfür nachteiligen Betriebsbedingungen, erheblich verbes­ sert wird.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung bedient sich eines an sich bekannten Injektorprinzips.

Die Erfindung hat den Vorteil, daß die Rücklaufmenge pro Zeiteinheit aus dem Sumpf des Kurbelgehäuses durch eine Variierung des Verhältnisses des Ausgangsquerschnittes der Rücklaufleitung des Kühlsystems zum Querschnitt der Rücklaufleitung des Schmiersystems steuerbar ist.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, daß der Ölverbrauch des Kompressors, sowie der Anteil des Öls, in der von dem Kompressor geförderten Druck­ luft, niedrig gehalten wird.

Die Erfindung hat weiterhin den Vorteil, daß für das Kühl- und Schmiersystem nur eine zwischen dem Sumpf des Kurbelgehäuses und dem Rücklaufbehälter angeordnete Rücklaufleitung benötigt wird.

Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, daß die Erfindung in vorhandene Einrichtungen mit kombiniertem Öl- und Schmiersystem der eingangs beschriebenen Art mit relativ geringem Aufwand nachträglich einge­ baut werden kann.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ein­ richtung zum Kühlen und Schmieren eines Kompressors mit einer Ölabsaugvorrichtung;

Fig. 2 eine detaillierte Darstellung der Ölab­ saugvorrichtung der Einrichtung gemäß Fig. 1

Fig. 3 eine Variante der Ölabsaugvorrichtung ge­ mäß Fig. 2.

Die Ölabsaugvorrichtung dient dazu die Ölabfuhr aus dem Sumpf des Schmiersystems zu verbessern.

Fig. 1 zeigt ein in einem Zylinderkopf eines Kompres­ sors angeordnetes Kühlsystem (1) mit einem Kühlsystem­ einlaß (2) und einem Kühlsystemauslaß (3), das von einer Druckölquelle (4) über eine Leitung (5) mit zur Kühlung des Zylinderkopfes dienenden Drucköl gespeist wird. Das Drucköl wird aus dem Kühlsystem über eine erste Rücklaufleitung (6) abgeführt.

Ein im Kurbelgehäuse des Kompressors angeordnetes Schmiersystem (7), das zur Schmierung eines Kurbel­ triebes dient, wird über eine Leitung (8) und einen Schmiersystemeinlaß (9) von der Druckölquelle (4) mit Drucköl gespeist. Das aus dem Labyrinth des Schmiersystems (7) austretende Drucköl wird in einem im Kurbelgehäuse angeordneten Sumpf (10) aufgefangen und über einen Schmiersystemauslaß (11) und einer zweiten Rücklaufleitung (12) in einen Rücklaufbehäl­ ter (13) abgeführt.

Die erste Rücklaufleitung (6) mündet in die zweite Rücklaufleitung (12), oder ist in diese hineinge­ führt. Der Ausgang (14) der ersten Rücklaufleitung (6) ist in Strömungsrichtung der zweiten Rücklauf­ leitung (12) gerichtet. Der Ausgang (14) ist nahe dem Schmiermittelauslaß (11) angeordnet. In vor­ teilhafter Weise wird für das Kühl- und Schmier­ system nur eine zwischen dem Sumpf (10) des Kur­ belgehäuses und dem Rücklaufbehälter (13) ange­ ordnete Rücklaufleitung (12) benötigt.

Die Strömungsgeschwindigkeit des den Ausgang (14) verlassenen Drucköls ist höher als die Abflußge­ schwindigkeit des aus dem Sumpf (10) abfließenden Drucköls, so daß nach Art einer an sich bekannten Injektorwirkung am Schmiersystemauslaß (11) ein Sog entsteht, durch den der Abfluß des Drucköls aus dem Sumpf (10) beschleunigt wird.

Die Sogwirkung am Schmiersystemauslaß (11) ist durch das Verhältnis des Querschnittes des Ausgangs (14) zum Querschnitt der zweiten Rücklaufleitung (12) im Bereich des Ausgangs (14) bestimmt. Durch Verände­ rung des Verhältnisses dieser Querschnitte zueinan­ der ist die Abflußgeschwindigkeit des Drucköls aus dem Sumpf (10) steuerbar und kann demzufolge den jeweils gegebenen Betriebsbedingungen angepaßt werden.

Gemäß Fig. 2 ist der Querschnitt des Ausgangs (14) gegenüber dem Querschnitt der ersten Rücklaufleitung (6) durch den Einsatz einer Düse (15) verkleinert, so daß die Austrittsgeschwindigkeit des Drucköls aus dem Ausgang (14) und damit die Sogwirkung am Schmier­ systemauslaß (11) erhöht wird. Eine Steigerung der Sogwirkung ist auch erreichbar, wenn der Schmier­ systemauslaß (11) mit einem vom Sumpf (10) zum Ausgang (14) hin sich verjüngenden Querschnitt als Düse (16) ausgebildet ist.

Gemäß Fig. 2 ist die erste Rücklaufleitung (6) als ein die Wände des Zylinders und des Kurbelgehäuses durchdringender Kanal ausgebildet, der durch ein in den Schmiersystemauslaß mündendes Rohr (17) fortge­ setzt ist.

Gemäß Fig. 3 erfolgt die Zusammenführung des Kühl­ systemauslasses (3) mit dem Schmiersystemauslaß (11) in einer als T-förmig ausgebildeten Rohrverschrau­ bung (18), die in das Kurbelgehäuse im Bereich des Sumpfes (10) eingeschraubt ist. Die erste Rücklauf­ leitung (6) ist mittels einer als Überwurfmutter (19) und einer Dichtung (20) ausgebildeten Rohrver­ schraubung (19, 20) mit dem T-Stück (18) verschraubt. Die Stirnfläche (21) der ersten Rücklaufleitung (6) ist verschlossen. Der Ausgang (14) ist seitlich, den Mantel der ersten Rücklaufleitung (6) durchdringend angeordnet. Der Ausgang (14) ist in Strömungsrich­ tung der zweiten Rücklaufleitung (12) gerichtet. Die Bauweise der Absaugvorrichtung gemäß Fig. 3 gestattet einen nachträglichen Einbau mit relativ geringem Aufwand.

Claims (6)

1. Einrichtung zum Kühlen und Schmieren eines Kompressors mit folgenden Merkmalen:

• a) Der Kompressor weist einen mit einem Kühlsystem versehenen Zylinderkopf mit einem Kühlsystemeinlaß und einem Kühl­ systemauslaß und einer an dem Kühlsy­ stemauslaß angeschlossenen ersten Rück­ laufleitung auf;
• b) der Kompressor weist einen mit einem Schmiersystem versehenen Kurbeltrieb mit einem Schmiersystemeinlaß und einem Sumpf auf;
• c) der Sumpf weist einen Schmiersystemauslaß mit einer daran angeschlossenen zweiten Rücklaufleitung auf;
• d) es ist eine Druckölquelle vorgesehen, die mit dem Kühlsystemeinlaß, sowie mit dem Schmiersystemeinlaß verbunden ist;

gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• e) Die erste Rücklaufleitung (6) mündet in die zweite Rücklaufleitung (12);
• f) der Ausgang (14) der ersten Rücklauflei­ tung (6) ist in Strömungsrichtung der zweiten Rücklaufleitung (12) gerichtet.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ausgang (14) der ersten Rücklaufleitung (6) nahe dem Schmiersystem­ ausgang (11) angeordnet ist.

3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Ausgang (14) zugeordnete Leitungsende der ersten Rücklaufleitung (6) als Düse (15) ausgebildet ist. (Fig. 2)

4. Einrichtung nach mindestens einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmiersystemauslaß (11) mit einem vom Sumpf (10) zum Ausgang (14) der ersten Rück­ laufleitung (6) hin sich verjüngenden Quer­ schnitt als Düse (16) ausgebildet ist. (Fig. 2)

5. Einrichtung nach mindestens einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmiersystemauslaß (11) und die zweite Rücklaufleitung (12) durch eine in das Kurbelge­ häuse im Bereich des Sumpfes (10) eingeschraubte T-förmige Rohrverschraubung (18) gebildet ist, in die sich die erste Rücklaufleitung (6) mit ihrem Ausgang (14) hineinerstreckt und mittels einer Überwurfmutter (19) und einer Dichtung (20) mit der T-förmigen Rohrverschraubung (18) verschraubt ist. (Fig. 3)