Luftkompressor. Es ist bereits verschiedentlich versucht worden, die für Kolben- und Membranver dichter notwendige hin und her gehende An triebsbewegung durch den Anker eines Elek tromagneten zu bewerkstelligen. Hierzu hat sich die Anordnung von elektrischen Um schaltkontakten als unbrauchbar erwiesen, und es kommt nur jene ursprüngliche Bewegung in Betracht, welche vom Anker eines Wech selstrommagneten ausgeführt wird. In diesem Falle treten naturgemäss Schwingungen in beträchtlicher Zahl und mit grosser Ge schwindigkeit auf, welche nicht ohne weiteres geeignet sind, nützliche Kompressionsarbeit zu leisten.
Die vorteilhafteste Anordnung ergibt sieh, wenn der Anzug des Ankers des Wechsel strommagneten den Saughub und die Entfer nung des Ankers von seinen Polen den Druck- leb der Kompression ausführt. Beim Anzug des Ankers wird die überschüssige Kraft in einer Feder gespeichert, deren Rückstellkraft den darauffolgenden Druckhub leistet. Die Anziehung des Ankers und seine Rückfüh rung erfolgen nach der Periodizität des Wechselstromes, so dass z. B. bei Wechsel strom von 50 Perioden 100 Saug- und 100 Druckhübe entstehen.
Die Arbeitsleistung derartiger Kompressoren ist prinzipiell ab hängig von der Dimensionierung des Wechsel strommagneten, der Höhe der Schwingungs amplitude, der Kraft--#Veg-Charakteristik der Schwingfeder und der Ausbildung des Ver- drängerorgans, d. h. der Membrane oder des Kolbens.
Eine eingehende Prüfung dieser Faktoren hat ergeben, dass der Dimensionie- rung des Wechselstrommagneten praktisch bestimmte Grenzen gesetzt sind, da dem magnetischen Schwingsystem im Wechselfeld eine starke Phasenverschiebung anhaftet, welche den Leistungsfaktor cos q" sehr niedrig hält.
Bei kleineren elektrischen Maschinen ist dies wohl bedeutungslos, hingegen müssen Schwingkompressoren mit einer Leistung von etwa 6 atü und etwa 100 lit/min Ansauglei stung übermässig gross dimensioniert sein, und der beträchtliche Blindstrom erfordert zu seiner Kompensation zusätzliche Einrichtun gen.
Die Grösse des Weehselstrommagneten ist im wesentlichen von der Strommenge abhän gig, welche durch seine Spule fliesst, und die Strommenge von der Wegstrecke zwischen den Magnetpolen und dem Anker, die den aktiven Arbeitshub bildet. Vom Standpunkt der Kom pressionsleistung wäre es daher vorteilhaft, den Luftspalt zwischen den Magnetpolen und dem Anker möglichst gross zu halten, was aber die baulichen Verhältnisse und den Wir kungsgrad wesentlich verschlechtert und ausserdem das Betriebsgeräusch erhöht. Die Schwingungsbewegung des Ankers bei einer Amplitude von z. B. 2 bis 3 mm würde eine enorme Geschwindigkeit annehmen und so die Dauerhaftigkeit aller beweglichen Teile, ge fährden.
Die Lager einer solchen Schwingungsbahn des Ankers, deren Endpunkte durch keinerlei mechanische Mittel bestimmt sind, hängt vom jeweiligen Druck ab, auf welchen das Medium komprimiert wird. Mit wachsendem oder sin kendem Gegendruck verschiebt sich die Schwingungsmittellage des Ankers, ohne dass im allgemeinen die Amplitude der Schwin gung eine Veränderung erfährt. Die Verschie bung der Schwingungsmittellage beeinflusst die magnetischen Verhältnisse des Antriebes derart, dass bei einer Steigerung bzw. Ab nahme des Gegendruckes selbsttätig eine Ver ringerung bzw. Erhöhung der aufgenomme nen elektrischen Energie eintritt.
Somit wird die Kompressionsarbeit durch das elektro magnetische Antriebssystem selbst reguliert, ohne dass eine der sonst üblichen Steuervor richtungen, wie Maximalventile, Druckschalter oder dergleichen, vorgesehen werden muss.
Die Erfahrung hat gelehrt, dass nur relativ kleine Schwingungen des Ankers im Wechsel feld einen zweekentsprechenden Antrieb bil den können. Um die sich daraus ergebenden kleinen Arbeitshübe nutzbar zu machen, muss die Kraftspeicherung in einer Feder mit nichtlinearer Kraft-Weg-Charakteristik erfol gen. Da nämlich im allgemeinen die Krüm mung der Kompressionslinie des Arbeitsme diums das Zustandekommen harmonischer Schwingungen verhindert, musste der verzer rende Einfluss der Kompression durch die vorgesehene Federung des schwingenden Sy stems kompensiert werden, und zwar so, dass der Federung eine hierfür geeignete nicht lineare Kraft-Weg-Charakteristikgegeben wird.
Es gelingt mit federnden Körpern, deren Charakteristik von der geradlinigen nach oben abweicht, den im allgemeinen bei diesen Kompressoren auftretenden pseudoharmoni- schen Schwingungsvorgang dem harmonischen näher zu bringen, als dies durch Verwendung von Federn mit linearem Federgesetz möglich ist. Bei Förderung auf verschieden hohe Drucke ergeben sich hierbei Förderkennlinien, deren Steigung im Arbeitsbereich sich we niger ändert, als dies bei Verwendung von federnden Körpern mit linearer Charakte- ristik der Fall ist.
Verwendet man also fe dernde Körper mit entsprechender nichtli nearer Charakteristik, so wird sich bei För derung auf verschieden hohe Drucke die Eigenfrequenz des schwingenden Systems we niger verändern als bei Verwendung von linearen Federn. Ausserdem lässt sieh hierbei erreichen, dass die Grösse der Schwingungs amplituden annähernd konstant bleibt, so dass nur ein geringes Absinken der För der menge bei Druckänderungen die Folge ist.
Die Zweckmässigkeit solcher Federn mit nicht linearer Charakteristik wurde auch durch theoretische Untersuchungen bestätigt. Praktisch war es jedoch schwierig, für mini male Hubbewegungen entsprechende Federn mit nichtlinearer Kraft-Weg-Charakteristik zu bestimmen.
Nach dem Vorausgesagten ist es für den zweckentsprechenden Bau von Schwingungs- kompressoren erforderlich, eine Feder zu ver wenden, welche geeignet ist, die magnetische Anzugskraft auf kürzesten Wegstrecken auf zuspeichern und abzugeben, wobei die nicht lineare Kraft--#Veg-Charakteristik solcher Fe dern einerseits den magnetischen Kraftver hältnissen, anderseits dem Gegendruck des komprimierten Mediums angepasst wird.
Dies wird erreicht. durch ein starres System der Kraftübertragung, welches die minimalen hin und her gehenden Bewegsingen, d. h. Schwin- gingen des Ankers des Wechselstrommagne- ten durch einen Membran- oder Kolbenver dichter in nützliche Kompressionsarbeit um setzt.
Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Luftkompressor mit einem durch einen Weeh- selstrommagneten in Schwingung versetzten Verdrängerorgan, wobei ein Teil der Anzugs kraft des Ankers den Saughub bewirkt und der restliche Teil zur Spannung einer Feder mit nichtlinearer Charakteristik verwendet wird, deren Rückstellkraft den Druckhub be wirkt, welche Feder aus einem ringförmigen Gummiblock gebildet ist, der mit seinen End- flä.ehen zwischen zwei zueinander feineinstell baren starren Platten eingespannt ist und von dessen Endflächen mindestens die eine nach Art,
einer Innenkonusfläche ausgebildet ist, zum Zweck, eine Feineinstellung der Vor spannung der Feder zu ermöglichen.
Die eine oder auch beide Endflächen des als Feder dienenden Gummiblockes können innenkonusartige Flächen mit gerader oder gekrümmter Erzeugender sein.
Einer Ringfeder dieser Art, zwischen zwei starre, zueinander einstellbare Platten gespannt, kann zunächst durch Zusammen pressen eine angemessene fixe Vorspannung gegeben werden, welche das System in die Nullstellung bringt, von welcher aus erst der aktive Arbeitshub, d. h. die Schwingungs amplitude, beginnt. In allen Fällen kann die Höhe der innenkonusartigen Endfläche den Bereich der Vorspannung begrenzen. Die vor erst grobbemessene ringförmige Gummifeder kann in einfacher Weise adjustiert werden, indem durch Feineinstellung der Einspann platten die Vorspannung - dank besagter Endfläche - nach Wunsch (einstens verän dert wird und so die Feder in den richtigen Arbeitsbereich gelangt.
Der Durchmesser der Gummifeder soll zweckmässig der Länge des Ankers annä hernd gleichkommen, wodurch dieser vor Kippschwingungen gesichert ist und in jeder Arbeitsstellung seine zu den Magnetpolen parallele Lage beibehält.
Diese Schwingfederanordnung erweist sieh schon bei Amplituden von 0,1 mm auf wärts wirksam.
Die kleinen Hubbewegungen, z. B. in der Grösse von etwa 0,1 bis 1 mm, werden zu ihrer höchsten Ausnützung auf das Verdrän gerorgan, vorzugsweise eine Membrane, zweckmässig dadurch übertragen, dass durch die Öffnung der Ringfeder eine zentral lie gende Stange geführt ist, welche an ihrem untern Ende den Anker in seiner Mitte fasst und am obern Ende die Membrane trägt.
Bei Verwendung einer Membrane aus wei chem und biegsamem Material, wie z. B. Gummi, einem Kunststoff oder dergleichen, wird diese mit Vorteil an ihrem mittleren Teil verdickt und der verdickte Teil um schliesst mit Vorteil ein plattenartiges Ende der Stange, welches auf diese Weise in die Membrane eingebettet ist. Hierdurch erhält die Membrane die Steifheit eines Kolbens, welcher membranartig eingespannt ist. Zweck mässig wird eine glatte Oberfläche der ver steiften Membrane am Ende des Druckhubes durch die Feder an eine Gegenplatte gepresst, welche das Saug- und das Druckventil trägt. Die satte Anpressung der Kolbenmembrane an diese Gegenplatte verhindert die Bildung von schädlichen Räumen, welche natürlich bei kleinen Arbeitshüben ganz besonders vermie den werden müssen.
Da auch bei längerer Be anspruchung einer solchen versteiften Mem brane eine schädliche Deformation nicht auf treten kann, ist ein gleichbleibender Betriebs zustand gesichert. Diese Membrane bietet als Verdrängerorgan die Vorteile eines Kolbens, ohne dass, wie bei einem solchen, Schmierung erforderlich ist, und die Einfachheit einer lt1embrane, ohne deren im geringen Hubvolu men und der Deformationsgefahr zu erblik- kenden Nachteile. Eine derartige Membrane z. B. von einem aktiven Durchmesser von 80 mm ergibt bei einem Hub von 0,5 mm ein Hubvolumen von z.
B. 2,5 cm?, und bei Wech selstrom von 50 Perioden, d. h. 100 Schwin gungen in der Sekunde, eine Ansaugleistung von etwa 15 lit/min. Die Kompressions- Druckleistung ist von der Stärke des Wech- selstrommagneten abhängig, welcher z. B. sei nen Anker m einer Entfernung von etwa 0,5 mm mit einer Kraft von etwa 7.00 kg an zieht, in welchem Falle bei Verwendung der vorerwähnten Membrane eine Leistung von atü erreicht werden kann.
Es ist selbstverständlich, class auch in den Ventilen tunlichst schädlicher Raum vermie den werden muss, weshalb diese nach der vor beschriebenen Bauart in unmittelbarer Nähe der Membrane angeordnet sind. Die Ventile selbst bestehen zweckmässig aus Plättchen, welche in der Frequenz des pulsierenden Luftstromes von diesem geöffnet, und ge schlossen werden.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform des Erfindungsgegenstan des schematisch dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 einen senkrechten Mittelschnitt durch einen Luftkompressor, Fig.2 in der einen Hälfte einen Schnitt nach der Linie A-B in Fig. 1 und in der an dern Hälfte eine Draufsicht des Luftkompres sors und Fig. 3 eine vergleichsweise graphische Darstellung der Leistung eines Luftkompres sors bei Verwendung einer linearen, einer nichtlinearen und einer Schwingfeder der nachbeschriebenen Art.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird zunächst auf Fig. 3 hingewiesen. In die ser Fig.3 zeigt die gestrichelte Linie I die Leistung bei Verwendung einer linearen und die Linie II die Leistung bei Ver wendung einer bestimmten nichtlinearen Fe der. Es ist ersichtlich, dass die nicht lineare Feder (II) bereits erheblich gün stiger wirkt, weil hierbei bei zunehmen dem Druck die geförderte Menge nicht so rasch abfällt. Demgegenüber veranschaulicht die Linie III den Leistungsverlauf bei Ver wendung der nachstehend beschriebenen Feder mit ebenfalls nichtlinearer Charakteri stik. Die Kennlinie verläuft zum Teil gerad linig und horizontal, und zwar über den nutz baren Druckbereich (von 0,6 bis 1,2 atü), in nerhalb welchem die geförderte Luftmenge so mit konstant bleibt. Praktisch bedeutet dies, z.
B. bei Anwendung der Druckluft zur Zer- stäubung von Flüssigkeiten, dass unabhängig vom erforderlichen Luftdruck eine stets gleichbleibende Menge Luft gefördert wird.
Der Aufbau des Luftkompressors ist in seinen Einzelheiten aus Fig.1 und 2 erkenn bar. Auf einer viereckigen Grundplatte 1 ist ein doppelt U-förmiger Wechselstrommagnet 2 befestigt. Nahe den Ecken der Grundplatte 1 und des Wechselstrommagneten 2 sind Lö cher vorgesehen, in welche vier senkrechte Bolzen 3 eingesetzt sind. Diese Bolzen 3 tra gen in einer gewissen Entfernung vom obern Ende des Wechselstrommagneten 2 eine hori zontale starre Platte 10, welche eine zentrale Öffnung besitzt. Auf dieser Platte 10 sitz ein ringförmiger Gummikörper 9, welcher von einer gleich grossen Metallplatte 8, die eben falls starr ist und ein zentrales Loch auf weist, überdeckt ist. Oberhalb des Wechsel strommagneten 2 und unterhalb der Platte 10 ist ein Anker 4 angeordnet.
In ein Gewinde in der Mitte des Ankers 4 ist das mit einem entsprechenden Gewinde versehene untere Ende eines Stiftes 5 eingeschraubt, welcher an seinem obern Ende eine starre, runde Platte 6 trägt. Diese Platte 6 ist in einen gleichfalls runden, verdickten zentralen An satz 7' einer Gummimembrane 7 eingebettet. Bevor der Stift 5 in den Anker 4 einge schraubt wird, werden die Metallplatte 8 und die Metallplatte 10, zwischen welchen der Gummikörper 9 gehalten ist, auf den Stift aufgeschoben und die Schraubenmuttern 11, 11' und 12 auf sein Gewinde aufgeschraubt. Die Gummimembrane 7 liegt nun mit der Un terseite ihres verdickten, zentralen Teils 7' auf der Platte 8 auf, wobei der Stift 5 frei durch die verschiedenen zentralen Öffnungen hindurchtritt, wodurch der Anker 4 frei in seiner obern Grenzlage gehalten wird.
Die Muttern 11 und 11' dienen dazu, die Platte 8 satt an den zentralen Ansatz 7' der Gummi membrane 7 anzudrücken, und die Mutter 12 dazu, den Anker am Stift 5 zu fixieren. Die Platte 10 wird an den Bolzen 3, welche mit. einem Gewinde versehen sind, durch Muttern 3' und 3" gehalten. Durch Verstellen dieser Muttern 3' und 3" kann die Platte 10 auf den Bolzen 3 verschoben und dadurch die auf dem (lummikörper 9, welcher auf dieser Platte 10 aufsitzt, aufliegende Platte 8 mehr oder weniger an den zentralen Ansatz 7' der Gummimembrane 7 angepresst werden.
Die obere Endfläehe des Gummikörpers 9 bildet eine Innenkonusfläche, so dass die 3Ietall- platte 8 in ihrer Ruhestellung nur auf dem äussern Rand dieses Gummikörpers 9 aufliegt. Durch Anpressen des Gummikörpers 9 an diese Metallplatte 8, mit Hilfe der Muttern 3' und 3", wird die Aufla(,-efläehe des Gummi körpers 9 an der Metallplatte 8 nach innen zu vergrössert und dem Gummikörper 9 durch Zusammenpressen die gewünschte Vor spannung erteilt, welche infolge der erwähn- ten Ausbildung der obern Fläche des Gummi körpers 9 sehr genau bemessen werden kann.
Der Anker 4, der Stift 5, die obere Metall platte 8 und die Gummimembrane 7, 7' bewe gen sich, abgesehen von der Randpartie der Gummimembrane 7 zwischen deren Ansatz 7' und einer Ringplatte 13, als Einheit wie ein starrer Kolben. Die Platte 13 besitzt eine zen trale, runde Öffnung, durch welche der An satz 7' der Gummimembrane 7 nach unten hindurchtritt.
Der Rand der Gummimembrane 7 ist zwi schen der auf die Bolzen 3 geschobenen Platte 13 und einer obern, an den Bolzen 3 befestigten Metallplatte 14 eingespannt. In dieser Metallplatte 14 sind ein Saugventil 15 und ein Druckventil 16 angeordnet. Diese bei den Ventile bestehen aus dünnen, leichten Plättehen. Auf der Metallplatte 14 ist eine die Zuleitung 17 und die Ableitung 18 tra gende schmale Platte 19 mittels Schrauben 20 befestigt. Die vier Bolzen 3 halten somit. die Teile 1, 10, 13 und 14 zusammen. Der äussere Durchmesser des Gummikörpers 9 ist zweck mässigerweise mindestens so lang wie der An ker 4.
Dadurch wirkt sich eine etwaige Schrägstellung des Ankers 4 auf die Gummi- rnembrane 7 nicht so ungünstig aus, wie dann, wenn der Durchmesser des Gummikörpers 9 weniger gross wäre. Die Weite des Spaltes zwischen dem Anker 4 und den Polen, des Weehselstrommagneten 2 kann im Bedarfs falle mittels Muttern, welche unterhalb der Grundplatte 1 auf die Bolzen 3 aufgeschraubt sind, durch Heben oder Senken des auf die ser Grundplatte 1 befestigten Wechselstrom- nragneten eingestellt werden.
Die wesentlichsten Vorteile des beschrie benen Luftkompressors sind in seiner grossen Leistungsfähigkeit und seiner Dauerhaftig keit zu erblicken. Die Anziehkraft des Magne ten wird teils zur Erzeugung des Saughubes, teils zur Erzeugung einer Rückstellkraft aus genutzt, die den Druckhub bewirkt. Die Rückstellkraft wird in einem den magne tischen und den Kompressionsverhältnissen angepassten federnden Gummikörper auf gespeichert und die kleinsten Hubbewegungen werden durch ein starres System einer zentral versteiften Gummimembrane zugeführt.
Statt der obern könnte auch die untere Fläche oder die obere und die -untere End- fläche des Giunmikörpers 9 eine Innenkonus fläche sein.
Air compressor. Various attempts have already been made to accomplish the necessary back and forth drive movement through the armature of an elec- tromagnet. For this purpose, the arrangement of electrical switch contacts has proven to be unusable, and only that original movement comes into consideration, which is carried out selstrommagneten by the armature of an AC. In this case, of course, vibrations occur in considerable numbers and with great speed, which are not readily suitable for performing useful compression work.
The most advantageous arrangement results when the attraction of the armature of the alternating current magnet executes the suction stroke and the removal of the armature from its poles executes the pressure life of the compression. When the armature is tightened, the excess force is stored in a spring, the restoring force of which provides the subsequent pressure stroke. The attraction of the armature and its Rückfüh tion take place according to the periodicity of the alternating current, so that z. B. with alternating current of 50 periods 100 suction and 100 pressure strokes.
The performance of such compressors is in principle dependent on the dimensioning of the alternating current magnet, the level of the oscillation amplitude, the force - # Veg characteristic of the oscillating spring and the design of the displacement element, d. H. the diaphragm or the piston.
A detailed examination of these factors has shown that there are practically certain limits to the dimensioning of the alternating current magnet, since the magnetic oscillating system in the alternating field has a strong phase shift which keeps the power factor cos q ″ very low.
In the case of smaller electrical machines, this is probably irrelevant, but vibration compressors with an output of around 6 atmospheres and an intake capacity of around 100 lit / min must be excessively large, and the considerable reactive current requires additional equipment to compensate for it.
The size of the alternating current magnet is essentially dependent on the amount of current that flows through its coil, and the amount of current on the distance between the magnetic poles and the armature, which forms the active working stroke. From the point of view of compression performance, it would therefore be advantageous to keep the air gap between the magnetic poles and the armature as large as possible, which, however, significantly worsens the structural conditions and the degree of efficiency and also increases the operating noise. The oscillatory movement of the armature at an amplitude of z. B. 2 to 3 mm would assume an enormous speed and thus the durability of all moving parts, ge endangered.
The bearings of such a vibration path of the armature, the end points of which are not determined by any mechanical means, depend on the respective pressure to which the medium is compressed. With increasing or decreasing counterpressure, the vibration center position of the armature shifts without the amplitude of the vibration generally experiencing a change. The shift in the vibration center position influences the magnetic conditions of the drive in such a way that when the counterpressure increases or decreases, the electrical energy consumed is automatically reduced or increased.
Thus, the compression work is regulated by the electromagnetic drive system itself, without one of the usual control devices, such as maximum valves, pressure switches or the like, having to be provided.
Experience has shown that only relatively small oscillations of the armature in the alternating field can bil the corresponding drive. In order to utilize the resulting small working strokes, the force must be stored in a spring with a non-linear force-displacement characteristic. Since the curvature of the compression line of the working medium generally prevents harmonic vibrations from occurring, the distorting influence had to be the result the compression can be compensated by the provided suspension of the oscillating system, in such a way that the suspension is given a suitable non-linear force-displacement characteristic.
With resilient bodies, the characteristics of which deviate upwards from the straight ones, it is possible to bring the pseudo-harmonic oscillation process that generally occurs in these compressors closer to the harmonic process than is possible by using springs with a linear spring law. When conveying at differently high pressures, conveying characteristics result, the gradient of which changes less in the working area than is the case when using resilient bodies with linear characteristics.
If one uses fe-changing bodies with corresponding non-linear characteristics, the natural frequency of the oscillating system will change less when conveying to differently high pressures than when using linear springs. In addition, it can be achieved here that the magnitude of the oscillation amplitudes remains approximately constant, so that only a slight decrease in the delivery rate is the result with changes in pressure.
The usefulness of such springs with non-linear characteristics has also been confirmed by theoretical investigations. In practice, however, it was difficult to determine appropriate springs with non-linear force-displacement characteristics for minimal stroke movements.
According to the foregoing, it is necessary for the appropriate construction of vibration compressors to use a spring which is suitable for storing and releasing the magnetic attraction force over the shortest possible distances, with the non-linear force - # Veg characteristic of such springs on the one hand the magnetic Kraftver ratios, on the other hand the back pressure of the compressed medium is adjusted.
This is achieved. through a rigid system of power transmission, which requires the minimal reciprocating motion singing, i.e. H. The oscillations of the armature of the alternating current magnet are converted into useful compression work by means of a membrane or piston compressor.
The subject of the present invention is an air compressor with a displacement element set in vibration by a alternating current magnet, part of the attraction force of the armature causing the suction stroke and the remaining part being used to tension a spring with non-linear characteristics, the restoring force of which effects the pressure stroke, which spring is formed from an annular rubber block, the end faces of which are clamped between two finely adjustable rigid plates and of the end faces at least one of the type,
an inner conical surface is formed, for the purpose of allowing fine adjustment of the tension of the spring before.
One or both end surfaces of the rubber block serving as a spring can be inner-cone-like surfaces with straight or curved generators.
An annular spring of this type, stretched between two rigid, mutually adjustable plates, can first be given an appropriate fixed preload by pressing them together, which brings the system into the zero position, from which only the active working stroke, ie. H. the oscillation amplitude begins. In all cases, the height of the inner cone-like end surface can limit the preload area. The ring-shaped rubber spring, which has only been roughly measured, can be adjusted in a simple manner by fine-tuning the clamping plates, thanks to the end face, of which the preload can be changed as required, so that the spring is in the correct working area.
The diameter of the rubber spring should appropriately approximate the length of the armature, whereby it is secured against tilting vibrations and maintains its position parallel to the magnetic poles in every working position.
This oscillating spring arrangement is already effective at amplitudes of 0.1 mm upwards.
The small lifting movements, e.g. B. in the size of about 0.1 to 1 mm, to their maximum utilization on the Verdrän gerorgan, preferably a membrane, expediently transferred in that a centrally located rod is guided through the opening of the annular spring, which at its bottom The end of the anchor grips in its middle and carries the membrane at the upper end.
When using a membrane made of white and flexible material such. B. rubber, a plastic or the like, this is advantageously thickened at its central part and the thickened part advantageously includes a plate-like end of the rod, which is embedded in the membrane in this way. This gives the membrane the rigidity of a piston which is clamped in like a membrane. Appropriately, a smooth surface of the stiffened membrane ver is pressed at the end of the pressure stroke by the spring against a counter plate which carries the suction and pressure valve. The full pressure of the piston diaphragm against this counter plate prevents the formation of harmful spaces, which of course have to be particularly avoided with small work strokes.
Since a damaging deformation cannot occur even with prolonged exposure to such a stiffened membrane, a constant operating condition is ensured. As a displacement element, this diaphragm offers the advantages of a piston without the need for lubrication, as is the case with such a diaphragm, and the simplicity of an oil diaphragm, without its disadvantages, which can be seen in the small stroke volume and the risk of deformation. Such a membrane z. B. from an active diameter of 80 mm results in a stroke of 0.5 mm a stroke volume of z.
B. 2.5 cm ?, and with alternating current of 50 periods, d. H. 100 vibrations per second, a suction capacity of about 15 lit / min. The compression pressure performance depends on the strength of the AC magnet, which z. B. be nen anchor m a distance of about 0.5 mm with a force of about 7.00 kg attracts, in which case when using the aforementioned membrane a power of atü can be achieved.
It goes without saying that harmful space must also be avoided in the valves as much as possible, which is why they are arranged in the immediate vicinity of the diaphragm according to the design described above. The valves themselves are expediently made of platelets, which are opened and closed at the frequency of the pulsating air flow by this.
In the drawing, an example embodiment of the subject invention is shown schematically. 1 shows a vertical center section through an air compressor, FIG. 2 in one half a section along the line AB in FIG. 1 and in the other half a plan view of the air compressor and FIG. 3 a comparative graphic representation of the Performance of an air compressor when using a linear, a non-linear and an oscillating spring of the type described below.
For a better understanding of the invention, reference is first made to FIG. In this Fig.3, the dashed line I shows the performance when using a linear and line II the performance when using a certain non-linear spring. It can be seen that the non-linear spring (II) is already working considerably more favorably, because the amount delivered does not drop as quickly as the pressure increases. In contrast, line III illustrates the performance curve when using the spring described below, also with non-linear characteristics. The characteristic curve runs partly in a straight line and horizontally, over the usable pressure range (from 0.6 to 1.2 atmospheres), within which the air volume conveyed remains constant. In practice this means, e.g.
For example, when using compressed air to atomize liquids, a constant amount of air is conveyed regardless of the required air pressure.
The structure of the air compressor can be seen in its details from Fig.1 and 2. A double U-shaped alternating current magnet 2 is attached to a square base plate 1. Near the corners of the base plate 1 and the AC magnet 2 Lö holes are provided in which four vertical bolts 3 are inserted. These bolts 3 carry a certain distance from the upper end of the AC magnet 2 a hori zontal rigid plate 10 which has a central opening. On this plate 10 sits an annular rubber body 9, which is covered by an equally large metal plate 8, which is just if rigid and has a central hole. Above the alternating current magnet 2 and below the plate 10, an armature 4 is arranged.
The lower end of a pin 5, provided with a corresponding thread, is screwed into a thread in the middle of the armature 4 and carries a rigid, round plate 6 at its upper end. This plate 6 is in a likewise round, thickened central to set 7 'of a rubber membrane 7 embedded. Before the pin 5 is screwed into the armature 4, the metal plate 8 and the metal plate 10, between which the rubber body 9 is held, are pushed onto the pin and the nuts 11, 11 'and 12 are screwed onto its thread. The rubber membrane 7 is now with the underside of its thickened, central part 7 'on the plate 8, wherein the pin 5 passes freely through the various central openings, whereby the anchor 4 is freely held in its upper limit position.
The nuts 11 and 11 'serve to press the plate 8 snugly against the central projection 7' of the rubber membrane 7, and the nut 12 to fix the anchor on the pin 5. The plate 10 is on the bolt 3, which with. are provided with a thread, held by nuts 3 'and 3 ". By adjusting these nuts 3' and 3", the plate 10 can be moved onto the bolt 3 and thereby the plate lying on the (lummikbody 9, which rests on this plate 10) 8 are more or less pressed against the central approach 7 'of the rubber membrane 7.
The upper end surface of the rubber body 9 forms an inner conical surface so that the 3 metal plate 8 rests only on the outer edge of this rubber body 9 in its rest position. By pressing the rubber body 9 against this metal plate 8, with the help of nuts 3 'and 3 ", the surface of the rubber body 9 on the metal plate 8 is enlarged inward and the rubber body 9 is given the desired tension by pressing it together which can be measured very precisely as a result of the aforementioned formation of the upper surface of the rubber body 9.
The anchor 4, the pin 5, the upper metal plate 8 and the rubber membrane 7, 7 'move, apart from the edge portion of the rubber membrane 7 between its approach 7' and an annular plate 13, as a unit like a rigid piston. The plate 13 has a zen tral, round opening through which the set 7 'of the rubber membrane 7 passes down.
The edge of the rubber membrane 7 is clamped between tween the plate 13 pushed onto the bolts 3 and an upper metal plate 14 attached to the bolts 3. In this metal plate 14, a suction valve 15 and a pressure valve 16 are arranged. These at the valves consist of thin, light plates. On the metal plate 14, the feed line 17 and the discharge line 18 tra lowing narrow plate 19 is attached by means of screws 20. The four bolts 3 thus hold. parts 1, 10, 13 and 14 together. The outer diameter of the rubber body 9 is expediently at least as long as the anchor 4.
As a result, any inclined position of the armature 4 does not have such an unfavorable effect on the rubber membrane 7 as it would if the diameter of the rubber body 9 were less large. The width of the gap between the armature 4 and the poles of the alternating current magnet 2 can, if necessary, be adjusted by means of nuts, which are screwed onto the bolts 3 below the base plate 1, by raising or lowering the alternating current magnet attached to the base plate 1 .
The main advantages of the air compressor described are to be seen in its great performance and durability. The attraction force of the magnet is partly used to generate the suction stroke and partly to generate a restoring force that causes the pressure stroke. The restoring force is stored in a resilient rubber body adapted to the magnetic and compression ratios, and the smallest stroke movements are fed to a centrally stiffened rubber membrane by a rigid system.
Instead of the upper one, the lower surface or the upper and lower end surface of the Giunmic body 9 could also be an inner cone surface.