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Anordnung zur Schmierung eines gekapselten Schwingkompressors, insbesondere
für Kältemaschinen Der konstruktive Aufbau kleinerer, insbesondere elektromagnetisch
angetriebener Schwingkompressoren, wie sie beispielsweise in Kompressionskältemaschinen
angewendet werden, zeichnet sich dadurch aus, daß die Schwingmasse im ungünstigen
Falle zweimal geführt ist, nämlich einmal im Zylinder und das andere Mal am Ende
der mit dem Kolben verbundenen Schubstange. Es sind aber auch Konstruktionen solcher
Schwingkompressoren bekannt, bei denen Kolben und Zylinder die einzigen auf Reibung
beanspruchten Flächen darstellen. Die bei Schwingkompressoren dieser Art auftretenden
Reibungskräfte sind daher erheblich geringer als bei den Motorkompressoren, und
man kann demnach auch mit einem wesentlich niedrigeren Schmiermittelverbrauch rechnen.
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Es ist bereits bekannt, die Schmierung der Zylinderw andung eines
Schwingkompressors vom Ölsumpf her durch einen Kapillarschlitz vorzunehmen, der
annähernd am Ende des Saughubes im Zylinder angebracht ist und durch den Unterdruck
im Zylinder Öl vom Ölsumpf her in den Zylinderraum eintreten lassen soll. Hierbei
sind für die Kältemittel und die Ölzufuhr getrennte Öffnungen in den Zylinderwänden
erforderlich. Um den Durchtritt von Kältemittel beim Druckhub des Kolbens durch
den Ölschlitz des Zylinders möglichst klein zu halten, muß dieser am Ende des Saughubes
kurz vor dem Kolbenboden angeordnet sein. Der Schlitz ist also nur über einen sehr
kurzen Kolbenweg und damit über sehr kurze Zeit freigegeben. Infolge der hohen Tourenzahlen,
mit welchen solche Verdichter arbeiten, kann in der kurzen Zeit, in der das Öl mit
dem Kältemittel im Verdichter zusammengebracht wird, keine innige Durchmischung
eintreten. Daher können auch große Öltropfen mit in die Druckleitung gestoßen werden.
Außerdem verkürzt dieser Öleintritt den effektiven Hub des Kolbens, denn bei Beginn
des Kompressionshubes wird auch in den Olansaugschlitz Kältemittel hineingedrückt,
welches dann beim nächsten Saughub die Ölzufuhr zumindest vermindert.
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Ferner ist bekannt, Öl aus dem Verdampfer einer Kältemaschine mittels
einer Strahlpumpe in den hermetisch gekapselten Kompressorraum zu fördern, wobei
der dem Kompressor zuströmende Kältemitteldampf das Öl aus dem Injektorunterdruckraum
mitreißen soll. Bei den üblichen gekapselten Verdichtern endet die Saugleitung an
ihrem Durchtritt durch die Kapsel. Der Kapselraum wird also als Saugraum verwendet.
Bei einem solchen Aufbau würde sich mindestens ein Teil des im Injektor vom Kältemittel
mitgerissenen Öles, bevor es in den Zylindern gelangt, wieder absetzen. Die Schmierung
in dieser Art wird daher den Anforderungen oftmals nicht genügen. Gegenstand der
Erfindung ist eine Anordnung zur Schmierung derartiger Schwingkompressoren, die
sich durch besondere Einfachheit auszeichnet und die sonst üblichen Ölpumpen entbehrlich
macht. Die Anordnung ist erfindungsgemäß so getroffen, daß unmittelbar vor dem Saugventil
des Verdichters ein Kapillarrohr, dessen anderes Ende in den Ölsumpf eintaucht,
mit seiner Mündung derart in die Saugleitung eingeführt ist, daß der vorbeistreichende
Kältemitteldampf an der Mündung dieses Kapillarrohres eine injektorartige Wirkung
auslöst.
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Durch diese Anordnung, bei der die injektorwirkung noch durch den
Kapillareffekt des dünnen Rohres unterstützt wird, wird im Betrieb ständig Öl in
geringen, wie praktische Versuche gezeigt haben, jedoch völlig ausreichenden Mengen
dem angesaugten Dampf zugesetzt, welches im Zylinder zur Schmierung des Kolbens
dient.
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Besitzt die Schwingkompressoranordnung noch ein weiteres Führungslager
am Ende der Kolben und Anker des Erregersystems verbindenden Schubstange, so kann
dieses Lager auf folgende weise durch die gleiche Anordnung mitgeschmiert werden:
Man bildet die Kammer hinter dem Druckventil oder, falls der Kompressor mit einer
Vorkammer arbeitet, diese selbst als hochdruckseitigen Ölabscheider aus, in dem
sich das mit dein Kältemitteldampf in den Zylinder eingespritzte Öl sammeln kann,
und verbindet diesen Ölabscheider mit dem hoch oder entfernt gelegenen Führungslager
durch eine weitere Kapillare. Da das Öl im Ölabscheider unter Überdruck steht, wird
es durch die Kapillare zu der entfernten Schmierstelle gefördert.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
auf welches die Erfindung jedoch
keineswegs beschränkt- ist.- Insbesondere
ist es für flie Durchführung der Erfindung belanglos, welcher Art das Antriebssystem
des Schwingkompressors, für das hier lediglich beispielsweise ein elelctromagne-_
tisclier Schwingankerantrieb. gewählt wurde, ist undauf welche Weise es betrieben
'wird. Wie bereits oben erwähnt, kann auch der Kornpressoraufbau durchaus verschieden
gestaltet sein, z. B. einen oder mehrere Zylinder mit oder ohne Vorkammer aufweisen.
In allen Fällen ist die Erfindung mit gleichem Erfolg anwendbar. Sie stellt eine
beträchtliche Vereinfachung der Schmierung bei sparsamstem Ölverbrauch dar.
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In dem dargestellten Beispiel ist das elektromagnetische Erregersystem
mit 1 bezeichnet. Sein beweglicher Anker 2 ist starr mit dem Kolben 3 verbunden,
der sich in dem Zylindergehäuse 4 auf und ab bewegt. Bei Erregung der Magnetspule
5 wird der Anker nach oben gezogen, bei Stromloswerden der Spule wird er durch die
zwischen dem Magnetsystem und dem am schwingenden System fest angebrachten Teller
6 eingespannte Feder 7 nach unten gedrückt. Das schwingende mechanische System ist
einerseits durch den Kolben an der Zylinderwand und andererseits durch die oberhalb
des Ankers sich fortsetzende Achse 8 des schwingenden Systems in einer Lagerbuchse
9 geführt.
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An den eigentlichen Zylinderraum 10 schließt sich eine Vorkammer 11
an, die mit dem Zylinder über ein durch eine Feder 12 belastetes Druckventil 13
in Verbindung steht. Im Kopf der Vorkammer befindet sich das eigentliche Druckventil
14, das ebenfalls federbelastet ist und an das die Druckleitung 15 angeschlossen
ist.
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Die Saugleitung 16 ist über eine Bohrung 17 im Zylinderehäuse an das
Saugventil 18 herangeführt, das hier' als Ringmembranventil ausgebildet ist.
Im untersten Teil der Abbildung ist ein Stück des Bodens 19 der den Schwingkompressor
aufnehmenden Kapsel dargestellt, welcher gleichzeitig den Ölsumpf 20 bildet.
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Die Wirkungsweise eines solchen Schwingkompressors ist bekannt und
braucht hier nicht näher beschrieben zu werden. Um eine einwandfreie Scharnierung
der auf Reibung beanspruchten Flächen eines derartigen Schwingkompressors zu erhalten,
ist nim erfindungsgemäß in die Saugleitung 16 dicht vor ihrem kompressorseitigen
Ende ein Kapillarrohr 21 eingeführt, und zwar derart, daß seine Mündung 22 in der
Strömungsrichtung des Kältemitteldampfes liegt, so daß eine Injektorwirkung eintritt.
Das Kapillarrohr taucht mit seinem anderen Ende in den Ölsumpf 20 ein, wobei in
bekannter Weise diese Rohrmündung mit einem Sieb versehen werden kann, um Verstopfungen
des Kapillarrohres zu vermeiden. Durch das strömende Kältemittel wird nun 0I in
verhältnismäßig geringen Mengen durch das Kapillarrohr angesaugt und dem vom Kompressor
angesaugten Dampf zugesetzt. Dieses Öl gelangt in den Zylinder und bewirkt eine
ausreichende Schmierung des Kolbens. Versuche haben erwiesen, daß beispielsweise
bei einem Ansaugvolumen von 31 Dampf in der Minute und einer Ansaughöhe von 80 mm
bereits ein Kapillarrohr von 0,7 mm lichter Weite eine ausreichende Schmierwirküng
hervorruft.
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Ist das schwingende System, wie in dem gewählten Beispiel, außer im
Zylinder auch noch an seinem anderen Ende in einem Lager geführt, so kann man die
gleiche Schmiervorrichtung auch zur Schmierung dieser Gleitflächen heranziehen.
Dies kann man auf einfache Weise dadurch erreichen, daß man die Vorkammer des Verdichters
bzw., wenn eine solche fehlt, den Raum hinter dem Druckventil als hochdruckseitigen
Ölabscheider ausbildet. In dem gezeigten Beispiel stellt die Ringnut 23 am Boden
der Vorkammer diesen Ölabscheider dar. Dabei ist, um dem Öl den Zutritt zur
Druckleitung zu verwehren, der Auslaß zum Druckventil durch eine Scheibe 24 abgedeckt,
die sich mit mehreren Armen gegen die Vorkammerwand abstützt. Das sich in dieser
Ringnut sammelnde Öl steht unter Kompressordruck und kann somit durch eine weitere,
an diese Ringnut über einen Kanal 25 angeschlossene Kapillare 26 zu dem oberen Führungslager
9 gedrückt werden und dieses schmieren.