DE1119992B - Elektrodynamischer Schwingankerantrieb - Google Patents

Description

• Elektrodynamischer Schwingankerantrieb Es sind Schwingankerantriebe, die nach dem elektrodynamischen Prinzip arbeiten, als Antriebe für Kompressoren von Kältemaschinen bekannt. Bei diesen Anordnungen wird die antreibende Kraft dadurch erzeugt, daß in einem magnetischen Feld konstanter Induktion eine vom Wechselstrom durchflossene Spule schwingt. Bei diesen Anordnungen wird eine Gegenfeder verwendet, die zusammen mit dem schwingenden System bei der gewählten Erregerfrequenz auf Resonanz abgestimmt sein kann. Bei den bekannten Anordnungen dieser Art ist die Schwingspule so ausgeführt, daß der Draht der Spule auf einen sich über die gesamte Spulenlänge hin erstreckenden starren Spulenkörper, der vorzugsweise aus einem nicht leitenden Material hergestellt ist, aufgewickelt wird. Hierbei muß also ein bestimmter Anteil des im Luftspalt des Magnetsystems unterzubringenden Schwingsystems für den starren Spulenkörper aufgewendet werden.
• Um diesen Nachteil zu vermeiden, hat man bei einer bekannten einlagigen Schwingspule, insbesondere für Schwingtische, diese Spule durch Fräsen aus einem Rohrstück hergestellt, so daß sich durch den besonderen Querschnitt die Spule selbst trägt. Das ist aber einmal nur bei einer Spule verhältnismäßig geringer Induktivität möglich, und zweitens ist die Herstellung einer solchen Spule sehr aufwendig, so daß eine solche Spule Anordnungen, die in großer Stückzahl herzustellen sind, nicht in Frage kommen kann. Es ist ferner eine Anordnung bekannt, die zur Erzeugung und Aufnahme von Schallwellen dient, bei der ein besonderer Spulenkörper dadurch überflüssig wird, daß die Spule aus einem festen Kupferzylinder gebildet wird. Bei dieser Anordnung ist aber in keiner Weise daran gedacht, den Luftspalt zwischen den Polen des dabei verwendeten permanenten Magneten möglichst zu vermeiden. Außerdem handelt es sich auch hierbei um eine Spule von sehr geringer Induktivität.
• Die Erfindung betrifft dagegen einen elektrodynamischen Schwingankerantrieb mit einer vom Wechselstrom durchflossenen, mit mehreren Wicklungslagen versehenen Spule verhältnismäßig großer Induktivität, die von einem insbesondere aus elektrisch nicht leitendem Material bestehenden Spulenkörper getragen wird und in einem Magnetfeld schwingt, insbesondere für Kompressionskältemaschinen. Gemäß der Erfindung wird die Spule nur auf einem geringen Teil ihrer Länge vom Spulenkörper direkt getragen, während der größte Teil ihrer Länge frei tragend gehalten wird. Man kann auf diese Weise also im Bereich des Magnetsystems den zur Verfügung stehenden Querschnitt nunmehr im wesentlichen vollkommen für die Unterbringung des wirksamen Kupfers der Spule aufwenden, und es gelingt somit, bei der Erfindung bei gegebener Erregung den Luftspalt kleiner als bisher zu machen. Da die an einer solchen Spule angreifende Kraft direkt proportional der Luftspaltinduktion ist, hat man somit bei der Erfindung ein Mittel, diese Induktion bei verkleinertem Luftspalt möglichst groß zu machen. Durch den Fortfall eines besonderen, sich über die ganze Spulenlänge hin erstreckenden, als Träger der Spule dienenden starren Spulenkörpers gelingt es bei der Erfindung, die schwingenden Massen des Antriebs zu verkleinern und somit auch zu schwächeren Federn des Systems zu kommen.
• Man kann die Anordnung gemäß der weiteren Erfindung insbesondere so ausführen, daß die Spule mit wenigen Windungen, vorzugsweise mit höchstens Ih ihrer Gesamtlänge, auf den starren Spulenkörper gewickelt ist, während der übrige Spulenteil frei tragend ausgeführt ist. Diesen frei tragenden Spulenteil wird man bei der Herstellung beispielsweise auf einen Dorn wickeln und unter Verwendung geeigneter Klebstoffe zu einem festen, sich selbst tragenden Spulenkörper verkleben, wonach der Dorn wieder abgezogen wird. Durch Verwendung geeigneter Klebstoffe kann man. dieser Spule eine genügende Festigkeit geben, so daß ein Reißen der Spule bei der Schwingbewegung mit Sicherheit verhütet wird. Es gelingt somit durch die Erfindung, das Gewicht der schwingenden Massen entscheidend zu verringern und den wirksamen Luftspalt im Magnetkreis um die Stärke des bisher notwendigen Spulenkörpers zu verringern.
• Der Querschnitt der frei tragenden- Teile-der- Spule ist beim Gegenstand der Erfindung so aufgebaut, daß er im wesentlichen lediglich ausgefüllt ist durch den Kupferquerschnitt der Wicklung, durch die Wicklungsisolation und den zur Verfestigung angewendeten zusätzlichen Klebstoff, gegebenenfalls unter Beifügung von geringfügigen zusätzlichen Papier- oder Stoffbahnen, die beim Wickelprozeß mit aufgebracht werden können und die beim nachträglichen Hartwerden der Spule zu deren Verfestigung beitragen. Diese zusätzlichen Verfestigungsmittel sind jedoch in so geringer Menge anzuwenden, daß sie praktisch keine wesentliche Vergrößerung des Spulenquerschnitts zur Folge haben.
• In der Fig. 1 ist schematisch als Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Querschnitt durch einen Schwingantrieb für einen Kältekompressor dargestellt. Der Magnetkreis für den Antrieb besteht aus dem Permanentmagneten 1, dem topfförmigen Eisenteil e und dem inneren zylinderförmigen Eisenteil 3. Zwischen den Teilen 2 und 3 ist ein kreisringförmiger Luftspalt 4 vorgesehen, in welchem die Schwingspule 5 arbeitet. Diese Schwingspule ist am unteren Ende eines aus nicht leitendem Material bestehenden Spulenhalters 6 befestigt. Zu diesem Zweck besitzt der Spulenhalter eine untere innere Ausdrehung 7, in die die Spule 5 mit wenigen Windungen ihrer Gesamtlänge eingesetzt ist, während die übrigen Teile der Spule 5, welche sich unterhalb dieses Spulenträgers 6 befinden, ohne Verwendung eines besonderen Spulenträgers frei tragend ausgeführt sind.
• Der Spulenkörper 6 ist an einem Teller 8 befestigt, der an seinem oberen Ende an einer Schubstange 9 den Kolben 10 des Kältemaschinenkompressors trägt. Dieser Kolben arbeitet im Zylinder 11. Der untere Teil 12 des Zylinders ist scheibenförmig ausgeführt und auf einem Hülsenkörper 13 befestigt, der mit seinem unteren Ende auf dem Teil 2 starr aufgesetzt ist. Mit 14 und 15 sind zwei Federn bezeichnet, die unter Vorspannung in die Anordnung eingesetzt sind. Die Feder 14 wird durch die Führungsteile 16 und 17, die Feder 15 durch die Führungsteile 18 und 19 in der axialen Lage beim Arbeiten des Systems festgehalten. Abweichend von der in Fig. 1 dargestellten Anordnung kann man gemäß Fig. 2 die Anordnung auch so wählen, daß das untere Ende des Spulenträgers 6 einen verringerten Durchmesser hat, um ein Aufwickeln. von wenigen Windungen der Spule 5 zu ermöglichen.
• Die Anordnung kann, wie in Fig. 3 schematisch dargestellt ist, auch so gewählt werden, daß der frei tragende Spulenkörper 5 mit seinem oberen Ende das untere glatte zylindrische Ende des Spulenträgers 6 beiderseits umfaßt. Wesentlich ist es für die Erfindung bei allen Ausführungsmöglichkeiten, daß sich der starre besondere Spulenkörper 6 nur um ein verhältnismäßig geringfügiges Maß in den Luftspalt 4 des Magnetsystems hinein erstreckt, so daß dieser Arbeitsluftspalt im wesentlichen für den wirksamen Kupferquerschnitt der Spulenwicklung einschießlich ihrer Isolation und der gegebenenfalls verwendeten Klebstoffe zur VerfüLyung steht.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Elektrodynamischer Schwingankerantrieb mit einer vom Wechselstrom durchflossenen, mit mehreren Wicklungslagen versehenen Spule verhältnismäßig großer Induktivität, die von einem insbesondere aus elektrisch nicht leitendem Material bestehenden Spulenkörper getragen wird und in einem Magnetfeld schwingt, insbesondere für Kompressionskältemaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule nur auf einem geringen Teil ihrer Länge vom Spulenkörper direkt getragen wird, während der größte Teil ihrer Länge frei tragend gehalten wird.
2. 2. Elektrodynamischer Schwingankerantrieb nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen ringförmigen Spulenträgerkörper aus Isoliermaterial, dessen Dicke der Dicke der frei tragenden Spulenteile entspricht oder kleiner als diese ist und der an einem Ende zwecks Aufnahme der zur Befestigung dienenden Spulenwicklungen entsprechend abgesetzt ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 407 036, 962185; österreichische Patentschrift Nr. 171788; schweizerische Patentschrift Nr. 217 607.