DE1082973B

DE1082973B - AC powered oscillating armature drive for double piston compressors

Info

Publication number: DE1082973B
Application number: DER8444A
Authority: DE
Inventors: Jean Leon Reutter
Original assignee: Chausson Usines SA
Current assignee: Chausson Usines SA
Priority date: 1951-03-05
Filing date: 1952-02-28
Publication date: 1960-06-09

Description

Wechselstromgespeister Schwingankerantrieb für Doppelkolbenverdichter Die Erfindung betrifft einen wechselstromgespeisten Schwingankerantrieb für Doppelkolbenverdichter mit in axialer Richtung beidseits des Schwingankers angebrachten Kolben, bei welchem der Anker zwischen zwei Polhälften eines Magnetkreises liegt,- die je zwei symmetrische Schenkel aufweisen und mit einem symmetrisch und senkrecht zum Anker angeordneten Magnet von gleichbleibender Polarität verbunden sind, der in den beiden Polhälften zwei konstante, sich über den Anker schließende Magnetfelder hervorruft.AC powered oscillating armature drive for double piston compressors The invention relates to an AC-fed oscillating armature drive for double-piston compressors with pistons mounted on both sides of the oscillating armature in the axial direction, in which the armature lies between two pole halves of a magnetic circuit, - the two symmetrical ones Have legs and arranged with a symmetrical and perpendicular to the anchor Magnet of constant polarity are connected, which is in the two pole halves causes two constant magnetic fields closing via the armature.

Derartige Verdichterantriebe sind bereits bekannt. Sie können im allgemeinen in zwei verschiedene Gruppen eingeteilt werden. Bei den Vorrichtungen der einen Gruppe sind die angetriebenen Teile nur der Einwirkung des magnetischen Feldes unterworfen. Dagegen sind die beweglichen und angetriebenen Teile der Vorrichtungen der anderen Gruppe mit elastischen Elementen verbunden, die den bewegten Teilen eine Hin- und Herbewegung mit einer Frequenz aufzwingen, die gleich oder nahezu gleich bzw. etwas unterhalb derjenigen des Wechselstroms liegt, mit welchen die Vorrichtung gespeist wird und der zur Erzeugung der hin- und hergehenden Bewegung der angetriebenen Teile dient.Such compressor drives are already known. You can in general can be divided into two different groups. With the devices of the one Group, the driven parts are only subjected to the action of the magnetic field. In contrast, the moving and driven parts of the devices are the other Group connected with elastic elements that give the moving parts a back and forth Forcing back motion at a frequency that is the same or nearly the same or something is below that of the alternating current with which the device is fed and that for generating the reciprocating movement of the driven parts serves.

Die Vorrichtungen, die der erstgenannten Gruppe angehören, besitzen zum Teil geringe Leistung und weisen fernerhin den Nachteil auf, daß sie unregelmäßig arbeiten, da die erzeugten magnetischen Kräfte die Massenträgheit des in Schwingbewegung zu versetzenden Systems und die mit diesem verbundenen Teile überwinden müssen. Dies gilt um so mehr, als diese magnetischen Kräfte nur dann besonders wirksam sind, wenn sich das schwingende System nahe an den Polflächen befindet, was jedoch nicht immer der Fall ist. Ferner ist bei den bisher bekannten Vorrichtungen dieser Art vielfach ein starkes Anschlagen des bewegten Systems an die Polteile auf Grund von deren magnetischer Kraft unvermeidlich. Dieses Anschlagen ist wohl für Schlagwerkzeuge von Vorteil, aber völlig ungeeignet für einen Verdichter oder eine Pumpe, deren Arbeitskolben dadurch an ihren Oberflächen sehr schnell beschädigt werden würden.The devices belonging to the former group have partly low power and also have the disadvantage that they are irregular work because the generated magnetic forces reduce the inertia of the oscillating motion system to be moved and the parts connected to it must overcome. This is all the more true as these magnetic forces are only particularly effective when when the oscillating system is close to the pole faces, which is not is always the case. Furthermore, in the previously known devices of this type often a strong impact of the moving system on the pole parts due to whose magnetic force is inevitable. This striking is probably for striking tools advantageous, but completely unsuitable for a compressor or a pump whose Working piston would be damaged very quickly on their surfaces.

Man hat daher versucht, diese Vorrichtungen durch Anordnung von Dauermagneten im Magnetkreis zu verbessern. Bei solchen Vorrichtungen ist der Magnetkreis derart angeordnet, daß zwei miteinander verbundene bewegliche Systeme dann nicht ausschwingen können, wenn sich die Magnete nicht in einer vorbestimmten Lage befinden. Derartige Apparate haben sich jedoch in ihrer Wirkungsweise nicht bewährt, da ; die Schwingweite der beweglichen Systeme eng begrenzt und die zur Bewegung aufgewendete magnetische Kraft sehr klein ist. Diese Nachteile können bei derartigen Geräten nicht ausgeschaltet werden. Bei den Vorrichtungen der zweiten Gruppe sind die hin- und herbewegten Anker den Polen eines Elektromagnets gegenüber gelagert. Die Schwingsysteme sind hierbei mit einem Kolben verbunden und werden mit einer Schwingungsfrequenz bewegt, welche gleich derjenigen Frequenz ist, welche den an den Systemen angeordneten Rückstellfedern eigen ist. Diese Einrichtungen verhüten eine größere Veränderung der Schwingweite des bewegten Systems, welches daher bei Resonanz und damit verbundener Zunahme der Schwingweite äußerst kräftig gegen die Pole des Magnetkreises stößt, dessen Kraftlinien einen großen Zwischenraum überbrücken müssen, wenn der bewegbare Körper des Schwingsystems von diesen Polen entfernt ist. Dies ist besonders beim Einschaltvorgang der Fall, bei welchem das Schwingsystem in seiner Anfangsstellung von den Polen des Elektromagnets um einen Zwischenraum entfernt steht, welcher der Hälfte der von diesem System maximal zu erreichenden Schwingweite entspricht.Attempts have therefore been made to make these devices by arranging permanent magnets improve in the magnetic circuit. In such devices, the magnetic circuit is such arranged so that two interconnected movable systems do not swing out can if the magnets are not in a predetermined position. Such Apparatus, however, have not proven their effectiveness because; the amplitude the moving systems are narrowly limited and the magnetic ones used for movement Force is very small. These disadvantages cannot be eliminated in such devices will. In the devices of the second group, the reciprocating anchors are stored opposite the poles of an electromagnet. The oscillating systems are here connected to a piston and are moved with an oscillation frequency, which is equal to that frequency which the return springs arranged on the systems is own. These devices prevent a major change in the amplitude of the moving system, which therefore occurs with resonance and the associated increase in Vibration amplitude hits the poles of the magnetic circuit extremely forcefully, its lines of force have to bridge a large gap when the movable body of the oscillating system away from these poles. This is particularly the case when switching on, in which the oscillating system is in its initial position from the poles of the electromagnet by an interval which is half the maximum of this system corresponds to the amplitude to be achieved.

Ferner sind Verdichter - bekanntgeworden, deren Schwingsystem eine mit Wechselstrom gespeiste Wicklung trägt. Ferner ist dieses Schwingsystem durch ein permanentes Magnetfeld polarisiert, welches durch eine mit Gleichstrom gespeiste Spule erzeugt wird. Zu diesem Zweck ist die Spule auf einem Teil des magnetischen Kreises befestigt, der in magnetischer Verbindung mit zwei seitlichen Armen steht, die die Enden des Schwingsystems auffangen können.Furthermore, compressors - have become known, their oscillation system a with alternating current fed winding carries. Furthermore, this oscillation system is through a permanent magnetic field polarized, which is fed by a direct current Coil is generated. For this purpose the coil is on part of the magnetic Attached to a circle, which is in magnetic connection with two side arms stands, which can catch the ends of the oscillating system.

Bei dieser bekannten Ausführungsform eines Verdichters wird die mit Wechselstrom gespeiste Spule gleichzeitig mit dem Schwingsystem bewegt, welches die Spule trägt. Dies führt aber zu erheblichen Schwierigkeiten in der Praxis, da hierbei die Gefahr der Unterbrechung des Speisestromes gegeben ist, und zwar vor allem deshalb, weil bei dieser Ausführungsform die Rückführung des Schwingsystems in seine den Polarisationszweigen entsprechende Ausgangslage nicht mit Sicherheit gewährleistet und damit die Funktionsweise dieses Verdichters sehr unzuverlässig ist.In this known embodiment of a compressor with Alternating current fed coil moves simultaneously with the oscillating system, which the coil wears. But this leads to considerable difficulties in practice because in this case there is a risk of interruption of the feed current, namely before mainly because in this embodiment the feedback of the oscillating system not with certainty in its starting position corresponding to the polarization branches guaranteed and thus the functioning of this compressor is very unreliable is.

Die bei den bisher bekannten Schwingankerantrieben für Doppelkolbenverdichter vorhandenen Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch vermieden, daß zur Erzeugung eines sich den Magnetfeldern überlagernden Wechselfeldes innerhalb des Magnetkreises feststehende, wechselstromdurchflossene Spulen angeordnet sind, die den Schwinganker umgeben, der in einer den Magnetkreis durchsetzenden Hülse liegt und von Rückstellfedern in der Ausgangsstellung gehalten bzw. in diese zurückgeführt wird.The one in the previously known oscillating armature drives for double piston compressors existing disadvantages are avoided according to the invention that for the production an alternating field superimposed on the magnetic fields within the magnetic circuit fixed, alternating current-carrying coils are arranged, which the oscillating armature surrounded, which lies in a sleeve penetrating the magnetic circuit and of return springs is held in the starting position or returned to it.

Die an beiden Seiten des Schwingankers angeordneten Rückstellfedern verleihen dem schwingenden System eine Eigenfrequenz, die ein wenig geringer als die Frequenz des zur Speisung der Vorrichtung dienenden Wechselstroms ist, damit der Pendelverdichter nicht völlig in Resonanz geraten kann. Weiterhin ist besonderer Wert auf eine Vergrößerung des Gegendruckes des verdichteten Mediums gelegt, wodurch elastische, in Richtung der Federn wirkende Kräfte hervorgerufen werden, so daß der Verdichter fast in Resonanz mit dem Speisewechselstrom kommt und damit die Schwingweite der bewegten Vorrichtung vergrößert wird. Durch diese besondere Konstruktion des Verdichterantriebs kann das Schwingsystem eine stark veränderliche Schwingweite besitzen, ohne daß die Zwischenräume zu den magnetischen Polen verändert werden müssen. Es genügt, allein den Querschnittsbereich des Kraftlinienflusses zu verändern. Diese Änderung geschieht in dem Sinne, daß die Magnetisierung der polarisierten Magnete erhöht wird.The return springs on both sides of the oscillating armature give the vibrating system a natural frequency that is a little lower than is the frequency of the alternating current used to power the device, so the pendulum compressor cannot fully resonate. Furthermore is special Value placed on an increase in the counter pressure of the compressed medium, whereby elastic forces acting in the direction of the springs are produced, so that the compressor almost comes into resonance with the alternating feed current and thus the amplitude the moving device is enlarged. Due to this special construction of the With the compressor drive, the oscillation system can have a strongly variable oscillation amplitude without changing the spaces between the magnetic poles have to. It is sufficient to change the cross-sectional area of the force line flow. This change happens in the sense that the magnetization of the polarized Magnets is increased.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Schwingankerantriebs wird es ferner möglich, einerseits den feststehenden Magnetkreis von dem Schwingsvstem und andererseits diese beiden Teile von den übrigen Teilen des Verdichters vollkommen zu isolieren. Infolgedessen ist es möglich, vollkommen abgedichtete Pendelverdichter herzustellen.The inventive design of the oscillating armature drive is it is also possible on the one hand to use the fixed magnetic circuit from the Schwingsvstem and on the other hand these two parts perfectly from the remaining parts of the compressor to isolate. As a result, it is possible to have completely sealed pendulum compressors to manufacture.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele. - --' Fig. 1 ist ein Axialschnitt einer ersten Ausführungsform; Fig. 2 ist ein Grundriß einer zweiten Ausführungsform in kleinerem Maßstab; Fig. 3 ist eine Seitenansicht; Fig.4 ist eine schematisch geschnittene Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform; Fig.5 ist eine schematische geschnittene Seitenansicht einer Abwandlung der Fig. 4.Further advantages and features of the invention emerge from the description the embodiments shown in the drawing. - - 'Fig. 1 is an axial section a first embodiment; Fig. 2 is a plan view of a second embodiment on a smaller scale; Fig. 3 is a side view; Fig.4 is a schematic sectional side view of a further embodiment; Fig.5 is a schematic sectional side view of a modification of FIG. 4.

Bei der in Fig.1 dargestellten Ausführungsform wird der Magnetkreis 1 von zwei feststehenden, etwa halbkreisförmig gebogenen Polhälften aus je einem Paket von entsprechend geformten Dynamoblechen gebildet. Die Polhälften sind mit ihren Enden zueinander gerichtet, so daß sie zusammen ein geschlossenes O bilden, in dessen waagerechter Achse 4 sich eine zylindrische Hülse 5 durch den Magnetkreis 1 hindurch erstreckt und aus diesem durch zwei Öffnungen 3 hinaustritt. Diese Hülse besitzt dünne Wände aus einem nicht magnetisierbaren Metall mit einem großen elektrischen Widerstand. In ihr ist der Schwinganker 2 hin- und herbewegbar gelagert bzw. geführt.In the embodiment shown in Figure 1, the magnetic circuit 1 of two fixed, approximately semicircular curved pole halves, each made of one Package made of suitably shaped dynamo sheets. The pole halves are with their ends facing each other so that they together form a closed O, in its horizontal axis 4 a cylindrical sleeve 5 extends through the magnetic circuit 1 extends therethrough and emerges therefrom through two openings 3. This sleeve has thin walls made of a non-magnetizable metal with a large electrical Resistance. The oscillating armature 2 is mounted or guided in it such that it can move back and forth.

Beiderseits der Hülse 5 sind zwei Dauermagnete 6 in der Symmetrieebene der den Magnetkreis bildenden beiden magnetischen Pfade 1 angeordnet, die sich senkrecht zu der Achse 4 der zylindrischen Hülse erstrecken. Ihre Südpole S stehen mit den Seitenwänden der Hülse 5 in Berührung, während ihre Nordpole 1V den Magnetkreis 1 berühren. Die axiale Lage des Schwingankers 2 im Innern der Hülse 5 wird durch zwei sich gegen deren Stirnwände 9 abstützende Rückstellfedern 8 begrenzt. Die von den Dauermagneten 6 erzeugten Magnetfelder 10 und 11 schließen sich über die Schenkel der Polhälften des Magnetkreises 1 und den Schwinganker 2; der hierbei selbsttätig eine Gleichgewichtsstellung einnimmt, bei welcher die magnetischen Widerstände der Magnetfelder 11 gleich sind. Diese Bedingung ist erfüllt, wenn der Schwinganker eine zu der lotrechten Achse 7 des Magnetkreises 1 symmetrische Lage einnimmt (Fig. 1).On both sides of the sleeve 5 there are two permanent magnets 6 in the plane of symmetry of the two magnetic paths 1 forming the magnetic circuit, which are perpendicular extend to the axis 4 of the cylindrical sleeve. Your south poles S are with the Side walls of the sleeve 5 in contact, while its north pole 1V the magnetic circuit 1 touch. The axial position of the oscillating armature 2 inside the sleeve 5 is through two restoring springs 8 supported against their end walls 9 are limited. The from the permanent magnet 6 generated magnetic fields 10 and 11 close over the legs the pole halves of the magnetic circuit 1 and the oscillating armature 2; which hereby automatically assumes a position of equilibrium, in which the magnetic resistances of the Magnetic fields 11 are the same. This condition is met if the oscillating armature assumes a position symmetrical to the vertical axis 7 of the magnetic circuit 1 (Fig. 1).

Eine die zylindrische Hülse 5 umgebende und beiderseits der Dauermagnete 6 angeordnete Wicklung 12 wird durch einen Schalter 13 mit einem Wechselstromnetz 14 verbunden. Diese Wicklung 12 erzeugt zwei magnetische Wechselfelder 15 und 16, die jeweils eine Polhälfte des Magnetkreises 1 durchlaufen und sich über den Anker 2 schließen.A cylindrical sleeve 5 surrounding and on both sides of the permanent magnets 6 arranged winding 12 is through a switch 13 with an alternating current network 14 connected. This winding 12 generates two alternating magnetic fields 15 and 16, which each pass through one pole half of the magnetic circuit 1 and move over the armature 2 close.

An jedem Ende des Ankers 2 ist eine Stange 20 bzw. 30 befestigt, die in einer Stopfbuchse 21 bzw. 31 gleitet und eine der beiden Stirnwände 9 der Hülse 5 durchdringt. jede Stange 20 bzw. 30 trägt einen Kolben 22 bzw. 32, welcher in einem Verdichterzylinder 23 bzw. 33 gleitet, der an seinen beiden Enden offen ist und von einer Wand 24 bzw. 34 getragen wird, welche an einem von den beiden Anschlußwänden 9 getragenen Gehäuse 25 bzw. 35 befestigt ist. Die dem Anker 2 abgewandten Enden der Zylinder 23 und 33 werden durch ein Ventil 26 bzw. 36 verschlossen, welches unter Einwirkung einer sich auf dem Boden der Gehäuse 25 bzw. 35 abstützenden Feder 27 bzw. 37 steht. Die Wand 24 teilt das Gehäuse 25 in zwei Kammern 28 und 29, während die Wand 34 das Gehäuse 35 in zwei Kammern 38 und 39 trennt.At each end of the armature 2, a rod 20 or 30 is attached, which slides in a stuffing box 21 or 31 and penetrates one of the two end walls 9 of the sleeve 5. each rod 20 or 30 carries a piston 22 or 32, which slides in a compressor cylinder 23 or 33, which is open at both ends and is carried by a wall 24 or 34, which is attached to one of the two connecting walls 9 supported housing 25 or 35 is attached. The ends of the cylinders 23 and 33 facing away from the armature 2 are closed by a valve 26 or 36, which is under the action of a spring 27 or 37 supported on the bottom of the housing 25 or 35. The wall 24 divides the housing 25 into two chambers 28 and 29, while the wall 34 separates the housing 35 into two chambers 38 and 39.

Die Kammer 28 wird durch eine Ansaugleitung 40 mit dem Außenraum, oder, wie gestrichelt dargestellt, mit dem Niederdruckkreis 58 einer Kühlmaschine verbunden. Die Kammern 29 und 38 sind miteinander durch eine Leitung 41 verbunden. Die Kammer 39 ist mit einer Druckleitung 42 versehen. Diese letztere kann, wie gestrichelt dargestellt, mit einem Hochdruckkreis 59 verbunden werden, welcher einen Aufnahmeapparat mit Drucklüff speist, z. B. einen Druckminderer oder Kühler 60 eines Kühlschranks. Die in die Kammern 28 bzw. 38 mündenden Enden der Verdichterzylinder 23 bzw. 33 weisen eine konische Öffnung 43 auf. Die durch die Stirnseiten des Ankers 2 und die Stirnwände 9 der Hülse 5 begrenzten Kammern 44 mit veränderlichem Volumen sind miteinander durch eine Verbindungsleitung 45 verbunden, welche mit einer Vorrichtung 46 zur Regelung der Durchflußmenge versehen ist. Diese in Fig. 1 schematisch dargestellte Vorrichtung wird durch ein elektromagnetisch gesteuertes Ventil gebildet, bei welchem die Stellung des Verschlußorgans 47 durch Veränderung der Speisespannung der Erregerwicklung 48 verändert und festgelegt werden kann.The chamber 28 is connected by a suction line 40 with the outside space or, as shown in dashed lines, with the low-pressure circuit 58 of a refrigerating machine. The chambers 29 and 38 are connected to one another by a line 41. The chamber 39 is provided with a pressure line 42. This latter can, as shown in dashed lines, be connected to a high pressure circuit 59, which feeds a receiving apparatus with Drucklüff, z. B. a pressure reducer or cooler 60 of a refrigerator. The ends of the compressor cylinders 23 and 33 opening into the chambers 28 and 38 have a conical opening 43. The chambers 44 with variable volumes, bounded by the end faces of the armature 2 and the end walls 9 of the sleeve 5, are connected to one another by a connecting line 45 which is provided with a device 46 for regulating the flow rate. This device shown schematically in Fig. 1 is formed by an electromagnetically controlled valve, in which the position of the closure member 47 can be changed and fixed by changing the supply voltage of the excitation winding 48.

Bei der in Fig. 1 gestrichelt dargestellten Anordnung sind die Kammern 44 durch Leitungen 61, 62, 63 und ein Mehrwegventil 64 einerseits mit dem den Kühler 60 speisenden Hochdruckkreis 59 und andererseits mit der Niederdruckleitung 58 verbunden.In the arrangement shown in dashed lines in Fig. 1, the chambers 44 through lines 61, 62, 63 and a multi-way valve 64 on the one hand with the cooler 60 feeding high pressure circuit 59 and on the other hand connected to the low pressure line 58.

Der gemäß Fig. 1 so ausgebildete Verdichter arbeitet folgendermaßen: In der Ruhestellung nimmt der Anker 2 die in Fig. 1 dargestellte Stellung ein, in welcher die Magnetfelder 10 und 11 einander gleiche magnetische Widerstände besitzen. Beim Schließen des Schalters 13 wird die aus zwei Spulen bestehende Wicklung 12 mit Wechselstrom gespeist. Infolgedessen erzeugt diese Wicklung während einer ersten Halbperiode in dem Anker 2 Magnetfelder 15 und 16, welche sich über die beiden Schenkel des Magnetkreises 1 schließen. Diese Magnetfelder addieren sich z. B. in dem Luftspalt 49 zu den durch die Dauermagnete 6 erzeugten Magnetfeldern, während sie diesen in dem Luftspalt 50 entgegenwirken. Dies hat eine Störung des Gleichgewichts der auf die Enden des Ankers 2 wirkenden magnetischen Anzugskräfte und damit eine Verstellung des Ankers nach der rechten Seite der Fig. 1 zur Folge. Während der nächsten Halbperiode des die Wicklung 12 speisenden Wechselstroms kehren sich die von dieser Wicklung erzeugten Magnetfelder 15 und 16 um, so daß der Anker 2 nach der linken Seite der Zeichnung gezogen wird. Der die Wicklung 12 speisende Wechselstrom sucht somit dem Anker 2 eine geradlinige Schwingbewegung zu erteilen, ,deren Frequenz gleich der des Wechselstroms ist.The compressor designed according to FIG. 1 works as follows: In the rest position, the armature 2 assumes the position shown in FIG which the magnetic fields 10 and 11 each have the same magnetic resistances. When the switch 13 is closed, the winding 12, which consists of two coils fed with alternating current. As a result, this winding generated during a first Half-period in the armature 2 magnetic fields 15 and 16, which extend over the two legs of magnetic circuit 1 close. These magnetic fields add z. B. in the air gap 49 to the magnetic fields generated by the permanent magnets 6, while they are in counteract the air gap 50. This has a disturbance of the balance of the on the ends of the armature 2 acting magnetic attraction forces and thus an adjustment of the anchor to the right side of FIG. 1 result. During the next half-period of the alternating current feeding the winding 12, those from this winding are reversed generated magnetic fields 15 and 16 to, so that the armature 2 to the left of the Drawing is drawn. The alternating current feeding the winding 12 is therefore looking for that Armature 2 to give a rectilinear oscillating movement, the frequency of which is equal to the of alternating current.

Wenn sich der Anker in seiner äußersten rechten Stellung befindet, liegt die Ebene der Fläche 51 des Kolbens 22 in der konischen Öffnung 43 des Zylinders 23, so daß Gas in das Innere desselben eintreten kann. Während der Verstellung des Ankers 2 in entgegengesetzter Richtung bis zu seiner äußersten linken Stellung verdichtet der Kolben 22 das in den Zylinder 23 eingeführte Gas. Das Ventil 2.6 wird durch den Gasdruck angehoben und das Gas durch die Leitung 41 in die Kammer 38 ,gedrückt. Wenn sich der Anker 2 in seiner äußersten linken Stellung befindet, liegt die Ebene der Fläche 52 des Kolbens 32 im Innern des konischen Eingangs 43 des Zylinders 33. In diesen Zylinder tritt somit ein Gas, welches während des folgenden Hubes des Ankers 2 bis zu seiner äußersten rechten Stellung in dem Zylinder ein zweites Mal verdichtet wird. Unter .der Einwirkung des Gasdrucks hebt sich das Ventil 36 an, und das verdichtete Gas wird in die Leitung 42 gefördert.When the armature is in its rightmost position, the plane of the surface 51 of the piston 22 lies in the conical opening 43 of the cylinder 23 so that gas can enter the interior thereof. During the adjustment of the armature 2 in the opposite direction up to its extreme left position, the piston 22 compresses the gas introduced into the cylinder 23. The valve 2.6 is raised by the gas pressure and the gas is pressed through the line 41 into the chamber 38. When the armature 2 is in its extreme left position, the plane of the surface 52 of the piston 32 lies in the interior of the conical inlet 43 of the cylinder 33 extreme right position in the cylinder is compressed a second time. Under the action of the gas pressure, the valve 36 is raised and the compressed gas is conveyed into the line 42.

Zur Erzielung seines bedeutenden Ankerausschlages muß die Eigenfrequenz des durch den Anker 2, die Stangen 20 und 30 und die Kolben 22 und 32 gebildeten Schwingsystem angenähert gleich der Frequenz sein, welche der die Wicklung 12 speisende Wechselstrom diesem System aufzudrücken sucht. Wenn diese beiden Frequenzen etwa :gleich sind, kommt das Schwingsystem annähernd in Resonanz, und der elektromechanische Wirkungsgrad sowie der Leistungsfaktor erreichen einen Höchstwert.To achieve its significant anchor deflection, the natural frequency the one formed by the armature 2, the rods 20 and 30 and the pistons 22 and 32 The oscillation system should be approximately equal to the frequency which the winding 12 feeds Alternating current seeks to impose on this system. When these two frequencies are around : are the same, the oscillation system almost comes into resonance, and the electromechanical The efficiency as well as the power factor reach a maximum value.

Die Eigenfrequenz des Schwingsystems hängt von den beiden Volumen 44, wenn die dicht sind, von dem in diesen Räumen herrschenden Druck, den Konstanten der Federn 8 und den in den Zylindern 23 und 33 herrschenden Drücken ab.The natural frequency of the oscillating system depends on the two volumes 44, if they are tight, from the pressure prevailing in these spaces, the constants of the springs 8 and the pressures prevailing in the cylinders 23 and 33.

Durch eine genügend kleine Bemessung des Spiels zwischen dem Anker 2 und der zylindrischen Hülse 5 können die Kammern 44 so dicht gehalten werden, daß das in diesen Kammern enthaltene Gas elastisch verdichtet wird, wobei dessen Wirkung auf den Anker zu der der Federn hinzukommt. Die Volumen dieser Kammern 44 sowie die in diesen herrschenden mittleren Drücke beeinflussen somit die Eigenfrequenz des Schwingsystems, so daß diese durch Veränderung des in den Kammern herrschenden Drucks verändert und festgelegt werden kann.By dimensioning the play between the anchor sufficiently small 2 and the cylindrical sleeve 5, the chambers 44 can be kept so tight that that the gas contained in these chambers is elastically compressed, the Effect on the anchor to which the springs are added. The volumes of these chambers 44 as well as the mean pressures prevailing in these influence the natural frequency of the oscillation system, so that this by changing the prevailing in the chambers Pressure can be changed and set.

Man erhält somit nach Belieben die gewünschte Eigenfrequenz, indem man die Kammern 44 mit Hilfe der Leitungen 61, 62, 63 und des Ventils 64 entweder mit dem Niederdruck des Apparats oder mit dem Hochdruck verbindet. Man könnte auch die Kammern 44 mit einem Teil des Strömungskreises verbinden, in welchem ein Zwischendruck herrscht.The desired natural frequency is thus obtained at will by the chambers 44 by means of the lines 61, 62, 63 and the valve 64 either with the low pressure of the apparatus or with the high pressure. You could too connect the chambers 44 to a part of the flow circuit in which an intermediate pressure prevails.

Eine Regelung kann auch mit dein Ventil 46 vorgenommen werden. Ist dieses offen, so kann in den Kammern 44 während der Bewegung des Ankers 2 keine Druckschwankung auftreten, da sich die Drücke durch die Verbindungsleitung 45 hindurch ausgleichen. Die Eigenfrequenz des Schwingsystems hat dann ihren kleinsten Wert. Je mehr das Ventil 46 geschlossen wird, um so mehr nimmt der Verdichtungsgrad in den Kammern 44 zu, und die Eigenfrequenz des Schwingsystems steigt bis zu einem günstigsten Wert.A regulation can also be made with the valve 46. is if this is open, no can in the chambers 44 during the movement of the armature 2 Pressure fluctuations occur as the pressures pass through the connecting line 45 balance. The natural frequency of the oscillating system then has its lowest value. The more the valve 46 is closed, the more the degree of compression increases the chambers 44, and the natural frequency of the oscillating system increases up to one cheapest value.

Diese beiden Methoden zur Regelung durch Veränderung des mittleren Druckes in den Kammern 44 mit Hilfe des Ventils 64 und durch allmähliche Öffnung des Ventils 46 können getrennt .oder gleichzeitig angewendet werden.These two methods of regulation by changing the middle one Pressure in the chambers 44 by means of the valve 64 and through gradual opening of the valve 46 can be used separately or simultaneously.

Bei Reihenschaltung der Wicklung 48 mit der Wicklung 12, wie in Fig. 1 dargestellt, .erhält man eine selbsttätige Regelung .der Eigenfrequenz des Schwingsystems. Wenn diese Frequenz kleiner als die des Wechselstroms ist, ist die für den Betrieb des Verdichters erforderliche Leistung verhältnismäßig groß, so daß der die Wicklung 48 durchfließende Strom ebenfalls verhältnismäßig groß ist. Infolgedessen wird das Verschlußorgan 47 entgegen der Wirkung seiner Rückstellfeder angezogen und sucht die Verbindung zwischen .den Kammern 44 zu unterbrechen. Damit nimmt- der mittlere Druck in diesen Kammern zu, was eine Vergrößerung der Eigenfrequenz der beweglichen Anordnung zur Folge hat. Wenn die Eigenfrequenz des Schwingsystems auf die des speisenden Wechselstromnetzes annähernd abgestimmt ist, erreicht die .aufgenommene Leistung einen kleinsten Wert, während die Öffnung des elektromagnetischen Ventils am größten ist. Zur Erzielung einer selbsttätigen stabilen Regelung ist es zweckmäßig, es so einzurichten, daß die Eigenfrequenz des Schwingsystems niemals den Wert der Frequenz des Wechselstromnetzes .erreichen kann, sich dieser aber so weit nähert, daß das Schwingsystem praktisch in Resonanz gerät.When winding 48 is connected in series with winding 12, as shown in FIG. 1, .an automatic control .of the natural frequency of the vibration system is obtained. If this frequency is less than that of the alternating current, that is for the operation of the compressor required power relatively large, so that the winding 48 current flowing through it is also relatively large. As a result, that will Closure member 47 attracted against the action of its return spring and seeks the connection between .den chambers 44 to interrupt. So the middle one takes Pressure in these chambers increases, which increases the natural frequency of the moving Arrangement entails. When the natural frequency of the oscillating system equals that of the feeding AC network is approximately matched, reaches the .absorbed power a smallest value, while the opening of the electromagnetic valve is largest is. To achieve an automatic stable regulation, it is useful to do so establish that the natural frequency of the oscillating system never equals the value of the frequency of the alternating current network., but this approaches so far that the Oscillating system practically comes into resonance.

Die Steuerung des Ventils 46 kann auch auf andere Weise vorgenommen werden, z. B. mit Hilfe eines von Hand oder :automatisch betätigten Regelwiderstandes.The control of the valve 46 can also be carried out in other ways be e.g. B. with the help of a manually or: automatically operated rheostat.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 und 3 der Zeichnung ,ist der Aufbau des Verdichters genau der gleiche -wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 mit Ausnahme der Form und der Anordnung des Magnetkreises und der Dauermagnete. Bei dieser zweiten Ausführungsform besteht der Magnetkreis aus zwei Blattpaketen 54, die von der zylindrischen Hülse 5 durchdrungen werden und durch zwei Joche .55 verbunden sind. Ferner .sind ukr hufeisenförmige Dauermagnete 6 vorhanden, welche beiderseits der Hülse 5 symmetrisch zu einer durch die Ankerachse gehenden Ebene 56 angeordnet sind, welche ihrerseits senkrecht zu der Symmetrieebene 57 des Magnetkreises liegt. Diese vier Dauermagnete 6 sind einander so gegenübergestellt, daß an den beiden Enden des Ankers 2 gleichnamige Pole erhalten werden. Die vier die Südpole S bildenden Magnetschenkel liegen in der Symmetrieebene des Magnetkreises senkrecht zu der Achse der zylindrischen Hülse 5, während die vier die Nordpole N bildenden Schenkel in den die Pakete 54 des Magnetkreises enthaltenden Ebenen liegen.In the embodiment of FIGS. 2 and 3 of the drawing, the structure of the compressor exactly the same as in the embodiment of FIG. 1 with the exception the shape and arrangement of the magnetic circuit and the permanent magnets. On this second one Embodiment, the magnetic circuit consists of two sheet packets 54, which of the cylindrical Sleeve 5 are penetrated and are connected by two yokes .55. Furthermore .are ukr horseshoe-shaped Permanent magnets 6 available, which on both sides of the sleeve 5 is arranged symmetrically to a plane 56 passing through the armature axis are, which in turn is perpendicular to the plane of symmetry 57 of the magnetic circuit. These four permanent magnets 6 are opposed to each other so that on the two Ends of the armature 2 poles of the same name are obtained. The four forming the south poles S. Magnetic legs lie in the plane of symmetry of the magnetic circuit perpendicular to the axis of the cylindrical sleeve 5, while the four legs forming the north poles N in the planes containing the packets 54 of the magnetic circuit.

Hieraus geht hervor, daß die Möglichkeit der Veränderung der Eigenfrequenz des Schwingsystems des Verdichters in sehr weiten Grenzen die Erzielung eines hohen elektromechanischen Wirkungsgrades und eines guten Leistungsfaktors gestattet. Da das von der Wicklung 12 erzeugte Magnetfeld nicht durch die Dauermagnete geht, sondern sich über die beiden Schenkel des Magnetkreises 1 schließt, besteht keine Gefahr einer Entmagnetisierung dieser Dauermagnete.From this it follows that the possibility of changing the natural frequency of the vibration system of the compressor within very wide limits the achievement of a high electromechanical efficiency and a good power factor. There the magnetic field generated by the winding 12 does not go through the permanent magnets, but closes via the two legs of the magnetic circuit 1, there is no danger demagnetization of these permanent magnets.

Ferner gestattet der beschriebene Aufbau die Herstellung einer kompakten Anordnung, welche leicht abgedichtet werden kann, so daß ein weiteres dichtes Gehäuse nicht vorgesehen zu werden braucht. Die Dichtigkeit der Anordnung ist um so leichter herzustellen, als deren bewegliche Teile nur Wände durchdringen, die innerhalb der Hülse 5 oder der Gehäuse 25 und 35 liegen.Furthermore, the structure described allows the production of a compact Arrangement which can be easily sealed, so that a further tight housing need not be provided. The tightness of the arrangement is all the easier manufacture, as their moving parts only penetrate walls that are within the Sleeve 5 or the housing 25 and 35 are.

Bei dieser Ausführungsform können ebenso wie bei derjenigen nach Fig. 1 die beiden Verdichtungszylinder in Reihe geschaltet werden, so daß ein zweistufiger Verdichter entsteht. Die Leitung 41 kann jedoch auch fortfallen, und die beiden Verdichtungszylinder können parallel geschaltet werden oder einzeln getrennte Verbraucherkreise speisen.In this embodiment, as in that of Fig. 1 the two compression cylinders are connected in series, so that a two-stage Compressor is created. However, the line 41 can also be omitted, and the two Compression cylinders can be connected in parallel or individually separate consumer circuits Food.

Es ist natürlich zweckmäßig, die Reibungen des Schwingsystems möglichst zu verringern. Zu diesem Zweck sind die Dauermagnete 6 beiderseits der Hülse 5 in ein und derselben Ebene angeordnet und gleich stark gewählt, so daß sich die von ihnen auf den Anker 2 ausgeübten Wirkungen aufheben und der Anker in der Achse der zylindrischen Hülse 5 in der Schwebe gehalten wird.It is of course advisable to reduce the friction of the oscillating system as much as possible to reduce. For this purpose, the permanent magnets 6 are on both sides of the sleeve 5 in one and the same level arranged and chosen equally strong, so that the of cancel them on the armature 2 and the armature in the axis of the cylindrical sleeve 5 is held in suspension.

Zur Verringerung der Schwingungen, die auf das den Verdichter tragende Gestell übertragen werden, kann man auf ein und demselben Gestell zwei Verdichter der oben beschriebenen Art anbringen, indem man sie in ein und und derselben Achse anordnet und ihre Wicklungen so schaltet, daß ihre beiden Schwingsysteme in Gegenphase schwingen, doch ist diese Lösung kostspielig, da sie zwei gleiche Verdichter erfordert.To reduce the vibrations that affect the compressor Frame, you can have two compressors on one and the same frame in the manner described above, placing them in the same axis arranges and switches their windings so that their two oscillation systems are in antiphase oscillate, but this solution is expensive because it requires two identical compressors.

Die in Fig.4 und 5 dargestellten Verdichter der oben beschriebenen Bauart sind daher mit besonderen Dämpfungseinrichtungen zur Verhinderung der Übertragung der Schwingungen auf äußere Teile, wie die Zu- und Ableitungen für das Strömungsmittel und bzw. oder das Traggerüst des Verdichters ausgestattet.The compressor shown in Fig. 4 and 5 of the above-described They are therefore designed with special damping devices to prevent transmission the vibrations on external parts, such as the inlet and outlet lines for the fluid and / or the supporting structure of the compressor.

Bei dem Verdichter nach Fig. 4 der Zeichnung trägt der Schwingankerantrieb eine Masse 65, welche mittels einer Feder 66 an einem Ende der durch die Hülse 5 und die beiden Gehäuse 25 und 35 gebildeten Schutzhülle befestigt ist.In the compressor according to FIG. 4 of the drawing, the oscillating armature drive carries a mass 65, which by means of a spring 66 at one end of the through the sleeve 5 and the two housings 25 and 35 formed protective cover is attached.

Nenn der Schwingankerantrieb arbeitet und der Anker 2 mit der Frequenz des erregenden Wechselstroms schwingt -teilt sich seine Schwingbewegung der Masse 65 mit.Nominal the oscillating armature drive works and the armature 2 with the frequency of the exciting alternating current oscillates - its oscillating motion divides the mass 65 with.

Die Masse 65 und ihre Feder 66 einerseits und das der elastischen Pufferwirkung des Gases und ihrer Rückstellfedern unterworfene Schwingsystem andererseits verhalten sich somit wie die beiden Schenkel einer Stimmgabel, bei welcher sich die einem Arm der Stimmgabel aufgedrückte Schwingung sofort auf den anderen Arm fortpflanzt, und zwar mit einer Phasenverschiebung von 180°; wobei ihr mittlerer Teil praktisch unbeweglich bleibt. In dem vorliegenden Fall wird der die beiden Schwingsysteme verbindende mittlere Teil durch den Körper oder ortsfesten Teil des Schwingankerantriebs gebildet, welcher aus der Hülse 5 mit den Gehäusen 25 und 35 sowie den Magneten 6 und dem Magnetkreis 1 besteht. Infolgedessen wird die gewünschte Wirkung erreicht, da die mit dem Kühlkreis verbundenen Rohre 42 und 40 praktisch nicht mehr an der Schwingbewegung des Ankers 2 teilnehmen.The mass 65 and its spring 66 on the one hand and that of the elastic On the other hand, the buffer effect of the gas and its return springs are subject to the vibration system behave like the two legs of a tuning fork, in which the vibration imposed on one arm of the tuning fork immediately affects the other arm propagates, with a phase shift of 180 °; being her mean Part remains practically immobile. In the present case, it becomes the two Oscillating systems connecting the middle part through the body or fixed part of the Swing armature drive formed, which consists of the sleeve 5 with the housings 25 and 35 as well as the magnet 6 and the magnetic circuit 1. As a result, the desired Effect achieved because the pipes 42 and 40 connected to the cooling circuit are practical no longer participate in the oscillating movement of armature 2.

Bei der in Fig. 5 dargestellten Ausführungsform wird die Dämpfungseinrichtung durch eine Blattfeder 72 gebildet, deren mittlerer Teil an dem einen Ende der von der Hülse 5 und den Gehäusen 25 und 35 gebildeten zylindrischen Schutzhülle befestigt ist. Jedes Ende der Feder 72 trägt eine Masse 73. Die Größe dieser Massen und die Federkonstanten der beiden Teile der Feder 72 werden so gewählt, daß die Dämpfungseinrichtung eine Eigenfrequenz besitzt, welche in der Nähe der Frequenz des den Magnetkreis 1 erregenden Wechselstroms liegt.In the embodiment shown in FIG. 5, the damping device formed by a leaf spring 72, the middle part of which at one end of the the sleeve 5 and the housings 25 and 35 formed cylindrical protective sheath attached is. Each end of the spring 72 carries a mass 73. The size of these masses and the Spring constants of the two parts of the spring 72 are chosen so that the damping device Has a natural frequency which is close to the frequency of the magnetic circuit 1 exciting alternating current.

Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform gleicht vollständig derjenigen nach Fig. 4.The operation of this embodiment is completely the same as that according to Fig. 4.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. AC-powered oscillating armature drive for double-piston compressors with pistons attached in the axial direction on both sides of the oscillating armature, in which the armature lies between two pole halves of a magnetic circuit, each of which has two symmetrical legs and is connected to a magnet of constant polarity which is arranged symmetrically and perpendicular to the armature which causes two constant magnetic fields closing via the armature in the two pole halves, characterized in that, to generate an alternating field (15, 16) superimposed on the magnetic fields (10, 11) within the magnetic circuit (1), fixed, alternating current-carrying coils ( 12) are arranged, which surround the oscillating armature (2), which lies in a sleeve (5) penetrating the magnetic circuit (1) and is held in or returned to the starting position by return springs (8).

2. oscillating armature drive according to claim 1, characterized by two rod-shaped Permanent magnets (6) between the alternating current fed coils (12) in such a way are arranged that each one ends of these magnets with the magnetic circuit (1) Be in close contact with the other ends in the middle of the starting position located oscillating armature (2) are arranged, the corresponding to each other Ends of the two magnets each have the same polarity.

3. Oscillating armature drive according to claims 1 and 2, characterized in that the symmetrical legs of the magnetic circuit (1) over the end faces of the in the starting position Swing armature protrude in its longitudinal axis.

4. oscillating armature drive according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that on both sides of the sleeve (5) two horseshoe magnets (6) are arranged side by side and with their poles of the same name butting against each other in such a way that each of the same names and the sleeve (5 ) in contact poles of these magnets (6) arranged on both sides are opposite each other (Fig. 2 and 3).

5. Oscillating armature drive according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that one or more appropriately dimensioned mass bodies (65, 73) are provided to dampen the vibrations transmitted to the sleeve (5), which are also supported by appropriately dimensioned springs (66 , 72) are connected to the sleeve (Figs. 4 and 5). Considered publications: German Patent Nos. 291874, 438 063, 487 344, 605 529; British Patent No. 493,021; U.S. Patent No. 2,194,535; Den Hartog, "Mechanical Vibrations", 2nd edition, Springer-Verlag, pp. 104 and 109.