DE3503039A1

DE3503039A1 - Wellendichtung zwischen kaeltekompressor und antriebsmotor

Info

Publication number: DE3503039A1
Application number: DE19853503039
Authority: DE
Inventors: Dankwart 8995 Weißensberg Eiermann
Original assignee: Wankel GmbH
Current assignee: Wankel GmbH
Priority date: 1985-01-30
Filing date: 1985-01-30
Publication date: 1986-07-31

Description

Beschreibung der Erfindung
Wellendichtung zwischen Kältekompressor und Antriebsmotor Die Erfindung betrifft eine Gleitringdichtung der Welle zwischen einem mit Kältemittel arbeitenden Kompressor und seines Antriebsmotors. Bei einem solchen mit Fluorkohlenwasserstoffen arbeitenden Kompressor muß eine völlig sichere Dichtung zwischen dem Motor und den Getrieberäumen des Kompressors bei allen Betriebszuständen bestehen. Vor allem muß verhindert werden, daß derFluorkohlenwasserstoff in die Arbeitsräume eines als Antrieb verwendeten Verbrennungsmotors gelangen kann, um das Entstehen giftiger Abgase zu vermeiden. Aber auch bei Evakuierung des Kompressors darf es nicht zu einem Austritt des Arbeitsmittels in die Atmosphäre kommen können.
Die üblicherweise benutzten Abdichtungen zwischen den Getrieberäumen des Kompressors und dem Motor an der Welle anlaufende Dichtringe oder Gleitringe, die unter dem Arbeitsdruck des Kompressors anlaufen, erzeugen große Reibungswiderstände und andererseits Verschleiß, der einen zu großen Leistungsbedarf zur Folge hat. Andererseits wirken sie nicht mehr bei der genannten Druckumkehr bei Evakuierung des Kompressors.
Es kann dann Kältemittel in die Arbeitsräume des Motors oder in die Atmosphäre gelangen.
Aufgabe der Erfindung ist eine solche eingangs beschriebene Zwischendichtung der Welle zwischen Kompressor und Antriebsmotor mit möglichst geringem Reibwiderstand, die mit Sicherheit das Aus- bzw. Übertreten des Kältemittels im Betrieb und bei Druckumkehr verhindern kann.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Ansprüchen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigen Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Rotationskolbenkompressor mit einer im Gehäusezwischenteil gelagerten Exzenterwelle und einer erfindungsgemäßen Wellendichtung; Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus der Darstellung zu Fig. 1 bei Betriebsdruck; Fig. 3 den gleichen Ausschnitt wie in Fig.2 bei Druckumkehr.
Die in Fig. 1 teilweise dargestellte Maschine, ein Wärmepumpenaggregat, weist eine Exzenterwelle 1 auf, die bei 2 gelagert ist. Auf dem Lager 3 dieser Welle 1 läuft auf dem Exzenter 4 der Kolben 5 des Kältekompressors 6 um und gleitet dabei mit seinen drei Ecken an der trochoidenförmigen Laufbahn 7 des Gehäusemantels 8.
Um den Getrieberaum9 des Kompressors 6 gegenüber dem des nicht dargestellten in der Zeichnung rechts zu denkenden Antriebsmotors abzudichten ist eine Gleitringdichtung 10 vorgesehen, die in Fig. 2 und 3 vergrößert dargestellt ist.
Zwischen dem Antriebsmotor und dem Kompressor 6 ist ein Gehäusemittelteil 11 vorgesehen, in dem auf der Kompressorseite ein ringförmiges Teil 12 in eine mit der Welle 1 konzentrische Bohrung 13 fest eingesetzt ist, mit dem ein gehäusefester stehender Gleitring 14 mit PaBstiften 15 verbunden ist. Die Paßstifte 15 erlauben eine Beweglichkeit des Gleitringes 14 in axialer Richtung, verhindern aber seine Verdrehung.
Der Gleitring 14 weist eine Gleitfläche 16 auf, mit der er an der Gleitfläche 17 des mit der Exzenterwelle 1 verbundenen und sich mit dieser drehenden Gleitring 18 anläuft. Der Gleitring 18 ist einstückig mit dem Ritzel 19 des Getriebes des Kompressors 6 und er ist mit den Paß stiften 20 mit der Exzenterwelle fest und axial nicht verschiebbar verbunden.
Beim Betrieb des Kompressors steht der Gleitring 18 unter der axialen Druckbelastung des Arbeitsdruckes des Kompressors 6, so daß seine Gleitfläche 17 gegen die Gleitfläche 16 des Gleitringes 14 gepreßt wird. Um die dadurch entstehenden Reibungsverluste zu vermeiden sind folgende Maßnahmen vorgesehen: Der Gleitring 14 ist mit einem in der Zeichnung nach rechts weisenden Flansch 21 versehen, mit dem er die Exzenterwelle mit einem Ringspalt 22 umfaßt. Zwischen dem ringförmigen Teil 12 und dem Flansch 21 ist ein weiterer Ringspalt 23 vorgesehen, der durch einen O-Ring 24 abgeschlossen ist. Durch die axiale Beweglichkeit des Gleitringes 14 kann sich ein zu dem Ringspalt 23 senkrecht, d. h. in axialer Richtung verlaufender Ringspalt 25 zwischen dem ringförmigen Teil 12 und dem Gleitring 14 bilden, in den Druckgas vom Getrieberaum des Kompressors bis zum O-Ring 24 vordringen kann.
Dieses Druckgas entlastet den auf den Gleitring 18 einwirkenden Anpreßdruck. Gleichzeitig erhöht er den Druck des zwischen den Gleitflächen 16 und 17 eingeschlossenen Schmieröles radial von außen nach innen, was zu einer weiteren Entlastung führt.
Im Mittelteil 11 ist auf der Motorenseite ein zweiter stehender Gleitring 26 in einer zur Exzenterwelle 1 konzentrischen Bohrung mit einem durch einen O-Ring 27 abgeschlossenen Ringspalt 28 eingesetzt, der gegenüber der Exzenterwelle 1 einen Spaltraum 29 bildet und mit einer Gleitfläche 30 an der Schulter 31 der Exzenterwelle 1 dichtend anläuft. Zwischen den Gleitringen 14 und 25 sind zwei Tellerfedern 32 vorgesehen, die die Gleitringe 14 und 26 gegen ihre Anlaufflächen 17 und 31 pressen und die sichere Dichtung zwischen Kompressor und Motor auch im Ruhezustand bewirken.
Im Mittelteil 11 ist des weiteren eine ölzuleitung 33 vorgesehen, die zu den Räumen zwischen den Gleitringen 14 und 26 führt und oberhalb der Tellerfedern 32 einmündet und diesen Raum mit einem Ölbehälter verbindet.
Dieser Raum zwischen den beiden Gleitringen 14 und 26, der Spaltraum 23 bis zum O-Ring 24, der Spaltraum 28 bis zum O-Ring 27 sowie die Spalträume 23 und 29 sind daher mit öl unter Atmosphärendruck gefüllt. Etwa doch austretendes Leckgas aus dem Kompressor 6 tritt dann durch das öl durch die Ölleitung 33 in den ölbehälter aus, wo es sich leicht kontrollieren läßt. Ein Ubertritt solcher Leckgase durch die Spalträume 28 und 29 ist daher nicht möglich.
Bei Druckumkehr bei Evakuierung des Kompressors 6 drückt der Atmosphärendruck des Öls den Gleitring 14 gegen den geringen Unterdruck im Getrieberaum des Kompressors 6 an den Gleitring 18 an, so daß auch bei diesem Zustand der Maschine ein Ubertritt des Kältemittels unterbunden ist.
Durch Vergrößern oder Verkleinern der gemeinsamen von den Gleitringen 14 und 18 überschliffenen Gleitfläche läßt sich der vom Druckgas auf den Gleitring 14 ausgeübte Entlastungsdruck auf eine gewünschte Betriebsgröße einstellen.
Bezugszeichenverzeichnis 1 Exzenterwelle 2 Lager zu 1 3 Lager zu 4 4 Exzenter 5 Kolben 6 Kompressor 7 Mantellaufbahn 8 Gehäusemantel 9 Getriebe 10 Gleitringdichtung 11 Gehäusemittelteil 12 ringförmiges Teil 13 Bohrung für 12 14 feststehender Gleitring 15 Paßstifte zu 14 16 Gleitfläche zu 14 17 Gleitfläche zu 18 18 drehender Gleitring 19 Ritzel 20 Paßstifte zu 18 21 Flansch zu 14 22 Ringspalt 14 gegenüber 1 23 Ringspalt 12 gegenüber 21 24 O-Ring zwischen 21 und 12 25 senkrechter Ringspalt zwischen 14 und 12 26 Gleitring Motorseite 27 O-Ring bei 26 28 Ringspalt bei 27 29 Ringspalt 26 gegenüber 1 30 Gleitfläche zu 26 gegenüber 31 31 Schulter von 1 32 Tellerfedern 33 Ölzuleitung

Claims

Patentansprüche: 1. Gleitringdichtung der Welle zwischen einem mit Kältemittel arbeitenden Kompressor und seines Antriebsmotores, dadurch gekennzeichnet, daß an der Exzenterwelle (1) um den Exzenter (4) des Kompressors (6) an dessen zum Antriebsmotor zuweisenden Seite ein sich drehender Gleitring (18) befestigt ist, der mit einer Gleitfläche (17) an der Gleitfläche (16) eines zweiten Gleitringes (14) abdichtend anläuft, der am Gehäusemittelteil (11,12) feststehend, jedoch mit axialem Spiel befestigt ist und der einen nach dem Antriebsmotor zuweisenden, die Exzenterwelle (1) mit einem schmalen Ringspalt (22) umgebenden Flansch (21) versehen ist, der gegenüber dem Gehäusemittelteil (11,12) einen durch einen am Gehäusemittelteil (11,12) feststehenden, am Flansch (21) aber gleitenden Dichtring (24) aus elastischem Material abgedichteten Spalt bildet, wobei ein radialer Spaltraum (25) zwischen dem Gehäusemittelteil (11,12) und dem feststehenden Gleitring (14) vom Druck im Getrieberaum des Kompressors (6) beaufschlagbar ist.
2. Gleitringdichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Exzenterwelle (1) ein weiterer Gleitring (26) feststehend, jedoch mit axialem Spiel angeordnet ist, der in Richtung auf den Antriebsmotor mit seiner Gleitfläche (30) an einer Schulter (31) der Exzenterwelle (1) anläuft und daß zwischem diesem Gleitring (26) und dem ersten feststehenden Gleitring (14) Federn (32) angeordnet sind, die den ersten feststehenden Gleitring (14) gegen den drehenden Gleitring (18) und den weiteren feststehenden Gleitring (26) gegen die Schulter (31) der Exzenterwelle (1) drücken.
3. Gleitringdichtung nach Anspruch 1, 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem zweiten feststehenden Gleitring (26) und der Exzenterwelle (1) einerseits ein schmaler Ringspalt (28) und zwischen diesem Gleitring (26) und der ihn aufnehmenden Bohrung im Gehäusemittelteil (11) andererseits ein weiterer durch einen Dichtring (27) aus elastischem Material verschlossener Spaltraum (28) vorgesehen sind.
4. Gleitringdichtung nach Anspruch 1, 2, 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäusemittelteil (11) eine ölzuleitung (33) vorgesehen ist, die mit einem ölbehälter in Verbindung steht und die in den Raum zwischen den beiden feststehenden Gleitringen (14,26) mündet.