DE2454185A1

DE2454185A1 - Vehicular compressed air oscillating piston compressors - have intermediary electrical drive, common cylinder containing piston work chamber

Info

Publication number: DE2454185A1
Application number: DE19742454185
Authority: DE
Inventors: Hermann Dr Ing Klaue
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-11-15
Filing date: 1974-11-15
Publication date: 1976-05-26

Abstract

Oscillating piston compressor which has an electro-magnetic coil arrangement and an armature connected to the piston which oscillates longitudinally. The unit has two compressors (24-27) with an intermediary electrical drive (20, 22; 21, 23). These compressors comprise two piston units which are arranged one behind the other in such a manner that in the middle of the cylinder (19) a work chamber for two compressor pistons (25, 26) is available. The electrical drive can be of the alternating current type so that a changeover switch in the current circuit is not necessary. Also, the compressors can be used to produce electrical energy, and be activated by pressure gas.

Description

Schwingkolbenkompressor Es sind Schwingkolbenkompressoren bekannt, bei denen eine kurbelwellenlose Verbrennungskraftmaschine direkt mit einem Kompressorkolben dergestalt kombiniert sind, dass der, bw. Oscillating piston compressor There are known oscillating piston compressors in which a crankshaftless internal combustion engine is directly connected to a compressor piston are combined in such a way that the, bw.

die Arbeitskolben der Verbrennungskraftmaschine in kraftschlüssiger Verbindung mit den Kompressorkolben stehen.the working pistons of the internal combustion engine in a frictional connection Connected to the compressor piston.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gesetzt, einen Schwingkolbenkompressor zu schaffen, welcher ebenfalls ohne Kurbelwelle arbeitet, jedoch direkt elektrisch angetrieben ist.The invention has set itself the task of a reciprocating piston compressor to create, which also works without a crankshaft, but directly electric is driven.

Erfindungsgemäss weist der Schwingkolbenkompressor eine elektromagnetische Spulenanordnung und einen mit dem Kolben verbundenen Anker auf, welcher longitudinal schwingend arbeitet. In weiterer Ausbildung der Erfindung werden zwei Kolben mit einem dazwischenliegenden, longitudinal arbeitenden Elektroantrieb ausgerüstet. Um die schwingenden Massen vollkommcn auszugleichen, werden in noch weiterer Ausbildung der Erfindung zwei aus je zwei Kolben und dazwischenliegendem Elektroantrieb bestehende Kompressoreinheiten derart hintereinander angeordnet, dass in der Mitte des Zylinders eine Arbeitskammer für zwei Kolben entsteht. Schliesslich wird in noch weiterer Ausbildung der Erfindung vorgeschlagen, die Kolben als Membranen auszuführen.According to the invention, the oscillating piston compressor has an electromagnetic one Coil assembly and an armature connected to the piston, which longitudinally works swinging. In a further embodiment of the invention, two pistons are with equipped with an intermediate, longitudinally operating electric drive. In order to completely balance the oscillating masses, further training is required the invention two consisting of two pistons and an electric drive in between Compressor units arranged one behind the other in such a way that in the middle of the cylinder a working chamber for two pistons is created. Finally, there will be more Proposed embodiment of the invention to design the pistons as membranes.

Die Erfindung ist nachstehend in zwei Ausführungsbeispielen anhand der Figur 1 und 2 der Zeichnung näher erläutert.The invention is based on two exemplary embodiments below the Figures 1 and 2 of the drawing explained in more detail.

Diese zeigen: Fig. 1 den Längsschnitt durch einen Kompressor mit Membranen als Schwingorgane Fig. 2 den Längsschnitt durch einen Kompressor mit Kolben als Schwingorgane Der vorliegende Schwingkolbenkompressor wird bevorzugterweise für Cegentaktbetrieb mit zwei Schwingorganen ausgebildet, damit die Kräfte der schwingenden Massen kompensiert sind. Die beiden Schwingorgane sind hintereinander angeordnet und führen Gegentaktschwingungen aus. An den aussen gelegenen Enden der beiden Schwingorgane ist je ein Hohlraum für Expansionen und Kompressionen angeordnet und zweckmässigerweise befindet sich ein dritter, von beiden Schwingorganen gemeinsam beeinflusster hohlraum zwischen den innen gelegenen und einander zugekehrten Enden der beiden Schwingorgane. Jedem Schwingorgan ist ein eigener elektromagnetisch arbeitender Antrieb zur Einleitung und Aufrechterhaltung der Schwingbewegung zugeordnet, sowie gegebenenfalls eine geeignete Umschalteinrichtung in den Stromversorgungsleitungen des Antriebs. Die Hohlräume arbeiten mit Ventilanordnungen zusammen, die durch den Druck in den Hohlräumen oder auch mechanisch oder elektrisch gesteuert werden. Die Schwingorgane selbst stehen mit Membranen oder Schwingkolben in Verbindung, die den Abschluss der jeweiligen Hohlräume bilden.These show: FIG. 1 the longitudinal section through a compressor with membranes as oscillating members Fig. 2 shows the longitudinal section through a compressor with piston as Oscillating organs The present oscillating piston compressor is preferably used for Cegentaktbetrieb designed with two oscillating organs so that the forces of the oscillating Masses are compensated. The two oscillating organs are arranged one behind the other and carry out push-pull oscillations. At the outer ends of the two oscillating organs a cavity for expansions and compressions is arranged and expediently there is a third cavity that is influenced by both oscillating organs between the inner and facing ends of the two oscillating organs. Each oscillating organ has its own electromagnetically operating drive for initiation and maintaining the oscillating movement, and possibly a Suitable switching device in the power supply lines of the drive. the Cavities work together with valve assemblies caused by the pressure in the cavities or also be controlled mechanically or electrically. The vibrating organs themselves are connected to diaphragms or oscillating pistons, which complete the respective Form cavities.

Nachstehend ist als Ausführungsbeispiel ein nach dem oben angegebenen Prinzip arbeitender Membrankompressor mit zwei Gegentakt-Schwingorganen und je einem elektromagnetischen Antrieb hierfür anhand von Fig. 1 beschrieben. Das obere Schwingorgan wird vom stationären Spulenpaar 1 über den vorzugsweise als Pcrmanentmagnet ausgebildeten Anker 2 angetrieben, der mit den beiden Membranen 3 und 4 in Verbindung stcht. Das untcre Schwingorgan umfasst einen entsprechenden Anker 6 und die beiden Membranen 7 und 8, und arbeitet mit dem stationären Spulenpaar 5 zusammen. Die jeweils innen gelegenen Spulen der Spulenpaare 1 und 5 werden über die Leitung 11, die beiden aussengelegenen Spulen über die Leitung 12 seitens der Stromquelle 10 mit Strom versorgt, wobei der Umschalter 9 nur jeweils die eine oder die andere Spulengruppe einschaltet. Diescr Umschalter 9 wird, wie schematisch angedeutet, vom oberen Schwingorgan über eine Nockenscheibe oder auf andere geeignete Weise so gesteuert, dass er beim Erreichen der inneren Endlage beider Schwingorgane die hierbei wirksame innere Spulengruppe ausschaltet und die äussere Spulengruppe einschaltet, wie in Fig. 1 angedeutet, so dass die Schwingbewegung aufrecht erhalten wird.The following is an exemplary embodiment according to the above Principle working diaphragm compressor with two push-pull oscillating elements and one each electromagnetic drive for this purpose described with reference to FIG. The upper vibrating organ is from the stationary coil pair 1 via the preferably designed as a permanent magnet Armature 2 driven, which pierces with the two membranes 3 and 4 in connection. That The lower oscillating element comprises a corresponding armature 6 and the two membranes 7 and 8, and works with the stationary coil pair 5 together. Each inside located coils of the coil pairs 1 and 5 are via the line 11, the two external coils via the line 12 on the part of the power source 10 with electricity supplied, the changeover switch 9 only in each case one or the other coil group turns on. This changeover switch 9 is, as indicated schematically, from the upper oscillating element controlled via a cam disk or in some other suitable manner so that the Reach the inner end position of both oscillating organs, the effective inner coil group switches off and the outer coil group switches on, as indicated in Fig. 1, so that the swinging movement is maintained.

Der Druckluftkreis besteht aus zwei Ansaugventilen 131 und 132 mit den Zuführungsleitungen 141, 142 und 15 sowie den Druckleitungen 161, 162 und 17 und den beiden Rückschlagventilen 811 und 182. Die Steuerung der Ansaug- und Rückschlagventile 13, 18 erfolgt hier durch ihre Federvorspannung und den Druck in den zugeordneten Hohlräumen.The compressed air circuit consists of two suction valves 131 and 132 with the supply lines 141, 142 and 15 and the pressure lines 161, 162 and 17 and the two check valves 811 and 182. The control of the suction and check valves 13, 18 takes place here through their spring preload and the pressure in the associated Cavities.

Natürlich ist auch eine zwangsläufige mechanische Steuerung durch die Schwingorgane oder eine elektrische Steuerung durch den Umschalter 9 möglich.Of course, there is also an inevitable mechanical control the oscillating elements or an electrical control through the switch 9 is possible.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind die Membranen durch hin- und hergehende Kolben ersetzt. In einem Zylinder 19 sind zwei Antriebsspulen 20 und 21 angeordnet, in denen sich jeweils ein Schwinganker 22 und 23 hin- und hergewegt, der mit jeweils zwei Druckkolben 24, 25 bzw.In the embodiment of FIG. 2, the membranes are back and forth outgoing piston replaced. In a cylinder 19 are two drive coils 20 and 21 arranged, in each of which an oscillating armature 22 and 23 moves back and forth, each with two pressure pistons 24, 25 or

26, 27 in Verbindung steht. Bei diesem Beispiel wird die Stromrichtung in den Spulen 20 und 21 umgekehrt. Hierzu dient ein Schaltwerk 28, dns entweder mechanisch durch eines der Schwingorganc gesteuert wird oder druckbetätigt sein kann. Bevorzugt wird ein kontaktloses, mit gesteuerten Halbleitern arbeitendes Schaltwerk 28 verwendet, dessen Bauart bekannt ist, so dass sich eine genauere Beschreibung erübrigt.26, 27 is in connection. In this example the current direction is reversed in coils 20 and 21. A switching mechanism 28, either dns, is used for this purpose is controlled mechanically by one of the Schwingorganc or be pressure-actuated can. A contactless switching mechanism operating with controlled semiconductors is preferred 28 is used, the design of which is known, so that a more detailed description unnecessary.

Falls erwünscht,* können die Schwingkolbenkompressoren der beschriebenen Bauart auch mit einem elektrischen Schwingantrieh für den Betrieb aus einer echselstromquelle ausgestattet werden, so dass Umschalter in den Stromkreisen nicht erfordèrlich sind. Auch können die Schwingkolbenkompressoren umgekehrt als Erzeuger für elektrische Energie verwendet und mit Druckgas betrieben werden.If desired, * the reciprocating piston compressors can be as described Design also with an electric oscillating drive for operation from an external power source equipped so that changeover switches are not required in the circuits. The reciprocating piston compressors can also be used as generators for electrical Energy used and operated with compressed gas.

Bevorzugt werden die Schwingkolbenkompressoren gemäss dem beschriebenen Prinzip als Kompressoren für Druckluft bei Fahrzeugen, insbesondere bei schweren Lastkraftwagen und Lastzügen, verwendet.The oscillating piston compressors according to that described are preferred Principle as compressors for compressed air in vehicles, especially heavy ones Trucks and trucks.

Claims

Oscillating piston compressor 'characterized by an electromagnetic Coil assembly and an armature connected to the piston, which longitudinally works swinging.

2) oscillating piston compressor according to claim 1, characterized by two pistons (24, 25; 26, 27) with an electric drive (20, 22; 21, 23).

3) oscillating piston compressor according to claim 1 and 2, characterized by two of two pistons each (24, 25; 26, 27) and electric drives in between (20, 22; 21, 23) existing compressor units, which are arranged one behind the other in this way are that in the middle of the cylinder (19) a working chamber for two pistons (25, 26) is created.

4) oscillating piston compressor according to claim 1, 2 and 3, characterized in that that the pistons are designed as membranes (3, 4; 7, 8).