DE2911070A1 - Magnetic coupling for IC engine driving heat pump - displaces poles to reduce required starting torque - Google Patents

Magnetic coupling for IC engine driving heat pump - displaces poles to reduce required starting torque

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Abstract

An i.c. engine driving a pump through a magnetic coupling may not, at starting, develop sufficient torque. To assist starting the magnet rings of the drivin and driven halves are circumferentially displaced just before the start so that the magnetic force set up produces a torque which will assist the motor. This displacement is in the direction opposite to the normal rotation. the movement may be made with a hydraulic actuator. The air gap between the two pole systems may contain a non-magnetic bell housing to seal the operating fluid of the pump rom the motor casing. This prevents mixing of the fluid with the motor fuel as combustion products from the fluid an be toxic, and their presence in the exhaust gases therefore undesirable.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Magnetkupplung fürThe invention relates to a magnetic coupling for

den Verbrennungsmotor einer Wärmepumpe.the internal combustion engine of a heat pump.

Magnetkupplungen an sich sind in den verschiedensten Ausführungsformen schon seit langem bekannt. Im allgemeinen sind sie Bestandteil von mit Verbrennungsmotoren ausgerüsteten Kraftfahrzeugen. Ober deren Aufbau und Wirkungsweise braucht hier nicht näher eingegangen zu werden, denn dies ist jedem Durchschnittsfachmann geläufig. Es wurde nun schon bekannt, Magnetkupplungen auch auf anderen Gebieten einzusetzen.Magnetic couplings per se are in the most varied of embodiments known for a long time. Generally they are part of internal combustion engines equipped motor vehicles. About their structure and mode of operation needs here not to be discussed in more detail, because this is familiar to every average person skilled in the art. It has now become known that magnetic couplings can also be used in other areas.

So offenbart beispielsweise die Dt. Offenlegungsschrift 23 42 234 eine Vorrichtung zur elektro-hydraulischen Betätigung einer Reibungskupplung mit einem hydraulischen Stellmotor und einem elektrischen oder elektronischen Steuergerät, welches den Stellmotor huber ein Ventil steuert und ein viskoseunabhängiger Durchsatzregler, der beim Kupplungseinrücken wirksam wird, hierfür angeordnet ist.For example, the German Offenlegungsschrift 23 42 234 discloses a device for the electro-hydraulic actuation of a friction clutch with a hydraulic servomotor and an electrical or electronic control unit, which controls the servomotor via a valve and a viscose-independent flow controller, which takes effect when the clutch is engaged, is arranged for this purpose.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, zwischen Verbrennungsmotor und der von ihm angetriebenen Wärmepumpe eine Kupplung anzuordnen, mit der es möglich wird, den Motor gegen das statische Moment der Kupplung - das wertmässig höher über dem Nenndrehmoment des Motors liegt - anzuwerfen.The present invention is based on the object between internal combustion engine and to arrange a clutch for the heat pump driven by it, with which it is possible the motor against the static torque of the clutch - which is higher in terms of value the nominal torque of the motor - to start.

Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen niedergelegten Massnahmen gelöst, wobei mit dieser Lösung ein für Wärmepumpen ganz wesentlicher Vorteil zusätzlich erreicht wird, nämlich, dass die erfindungsgemässe Magnetkupplung eine absolute statische Dichtung für das Kältemittel des Wärmepumpen-Kreislaufsystems erlaubt. Dies ist für alle verbrennungsmotorgetriebenen Anlagen von ausschlaggebender Bedeutung, da nunmehr auf einfachste Weise und ohne jegliche Zusatzeinrichtung verhindert wirdr dass Kältemittel aus dem Verdichter austreten und in den Verbrennungsmotor gelangen können, denn bei der Verbrennung des Kältemittels entstehen toxische Gase.This object is achieved by what is laid down in the claims Measures resolved, with this solution being an essential one for heat pumps Advantage is additionally achieved, namely that the magnetic coupling according to the invention an absolute static seal for the refrigerant of the heat pump cycle system permitted. This is crucial for all internal combustion engine-powered systems Significance, since now prevented in the simplest way and without any additional equipment willr that refrigerant escape from the compressor and into the combustion engine can get because when the refrigerant is burned toxic gases.

Die Erfindung ist nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben und in der Zeichnung dargestellt.The invention is described below using an exemplary embodiment and shown in the drawing.

Die Figuren der Zeichnung zeigen: Fig. 1: einen Querschnitt durch die erfindungsgemässe Magnetkupplung, Fig. 2: ein Diagramm des statischen Drehmoments der beschriebenen Magnetkupplung.The figures of the drawing show: FIG. 1: a cross section through the magnetic coupling according to the invention, FIG. 2: a diagram of the static torque the described magnetic coupling.

Wie die Fig. 1 zeigt, ist zwischen Motor 17 und Wärmepumpe 30, die jedoch nur mit ihrem Anschlußstück bzw. dem Verdichter 16 gezeichnet ist, die in einem Zwischengehäuse 10 integrierte Magnetkupplung angeordnet. Der Antrieb 20 recht mit einem Wellenstumpf 23 in das Zwischengehäuse hinein und ist im Anschlussflansch 19 gelagert. Dieser weist Bohrungen 24 für das Ol-Kältemittel-Gemisch 22 auf. Der Wellenstumpf 23 trägt einen konischen Olabspritzring 25, der selbst in der Bohrung eines Abstreifringes 26 angeordnet ist.As FIG. 1 shows, between the engine 17 and the heat pump 30, the but is only drawn with its connector or the compressor 16, which is shown in an intermediate housing 10 integrated magnetic coupling arranged. The drive 20 right with a stub shaft 23 into the intermediate housing and is in the connection flange 19 stored. This has bores 24 for the oil / refrigerant mixture 22. Of the Stub shaft 23 carries a conical oil spray ring 25, which itself is in the bore a scraper ring 26 is arranged.

Das Wellenstumpfende 23 ist mit einem Trägerrohrstück 27 verbunden, auf dem der bzw. die Magnetinnenringe 12 gelagert sind, welche die Permanentmagnete 15 tragen. Wellenstumpf 23, Trägerrohrstck 27, Magnetinnenring 12 und Permanentmagnete 15, werden von einem Spaltrohr 13 - ähnlich einer Glocke -umgeben, wobei sich zwischen den Magneten 15 und dem Spaltrohr 13 ein Luftspalt 28 bildet.The stub shaft end 23 is connected to a support pipe section 27, on which the inner magnet ring or rings 12 are mounted, which are the permanent magnets 15 wear. Stub shaft 23, support tube 27, inner magnet ring 12 and permanent magnets 15, are surrounded by a can 13 - similar to a bell, with the magnet 15 and the can 13 forms an air gap 28.

Der sogenannte Magnetaussenring 11 wird von zwei Rohrstücken gebildet, wobei das innenliegende RohrstUck lla an seiner Innenseite die Magnete 14 trägt. Auch hier bildet sich zwischen den Magneten 14und dem Spaltrohr 13 ein Luftspalt 29. Der Magnetausscnring 11 ist mit dem Motorflansch 18 des Verbrennungsmotors 17 verbunden. Diese Verbindung kann mittels Schrauben hergestellt werden und wird sich auf den Rotor des Motors beziehen.The so-called outer magnet ring 11 is formed by two pieces of pipe, the inner pipe section 11a carries the magnets 14 on its inside. Here, too, an air gap is formed between the magnets 14 and the can 13 29. The magnet release ring 11 is connected to the motor flange 18 of the internal combustion engine 17 tied together. This connection can be made by means of screws and will work refer to the rotor of the motor.

Durch ein Kommandosignal der nicht gezeichneten elektrischen und/oder elektronischen Wärmepumpen-Leiteinheit wird der Befehl zum Anlassen des Verbrennungsmotors gegeben. Hierdurch wird der mit dem Antrieb 16,20 verbundene Teil (27,12,15) der Kupplung zuerst in entgegengesetzter Drehrichtung bis zu seinem negativen Anlassmoment vorgespannt, während der andere Teil der Magnetkupplung festgehalten wird. Unmittelbar nach dem Erreichen dieses Anlassmoments wird in die Drehrlchtung umgeschaltet, wobei durch die Addition des positiven und des gespeicherten (negativen) Nennmoments ein nahezu doppeltes Startmoment erreicht und der Rotor 21 des Motors 17 zum Anlassen desselben in Rotation gesetzt wird, während weiterhin der Magnet-Innenring 12 mit dem Wellenstumpf 23 festgehalten wird.By a command signal of the electrical and / or not shown electronic heat pump control unit is the command to start the internal combustion engine given. As a result, the part (27, 12, 15) connected to the drive 16, 20 is the Clutch first in the opposite direction of rotation up to its negative starting torque biased while the other part of the magnetic coupling is held. Direct after this starting moment has been reached, the direction of rotation is switched, whereby by adding the positive and the stored (negative) nominal torque Reached almost twice the starting torque and the rotor 21 of the motor 17 for starting the same is set in rotation, while the inner magnet ring 12 continues with the stub shaft 23 is held.

Hierbei nun erfolgt eine Energiezufuhr für das Startmoment gegen den festgehaltenen Magnet-Innenring 12 über einen auf die Eigenfrequenz des Magnetkupplungs-Systems abgestimmten hydraulischen Schwingkreis. Durch diese Massnahmen ist nun ein Anlassen des Motors gegen das statische Moment und ohne zusätzliche elektrische Energielieferung möglich.Here, an energy supply for the starting torque takes place against the fixed inner magnet ring 12 via a on the natural frequency of the magnetic coupling system coordinated hydraulic oscillating circuit. With these measures there is now a start of the motor against the static moment and without additional electrical energy supply possible.

Wie bereits erwähnt, ist durch die erfindungsgemässen Massnahmen in einfachster und wirkungsvoller Weise eine leckagefreie, absolut zuverlässige Abdichtung des Kältemittels der Wärmepumpe geschaffen worden.As already mentioned, the measures according to the invention in the simplest and most effective way to achieve a leak-free, absolutely reliable seal of the heat pump's refrigerant.

Durch diese Massnahmen wird erreicht, dass der Verbrennungsmotor ohne Mitnahme des Verdichters angelassen und betrieben werden kann.Through these measures it is achieved that the internal combustion engine without Taking along the compressor can be started and operated.

Claims (5)

Magnetkupplung für den Verbrennungsmotor einer Wärmepumpe P a t e n t a n s p r ü c h e / agnetkupplung für den den Verbrennungsmotor einer Wärmepumpe, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass der äussere oder der innere Magnetring (14,15) festgehalten wird und der mit dem Antrieb (16,20) verbundene Magnetring (15) zuerst in entgegengesetzter Drehrichtung des Antriebs bis zu seinem negativen Anlassmoment vorgespannt und unmittelbar nach Erreichen desselben in Drehrichtung geschaltet wird.Magnetic coupling for the internal combustion engine of a heat pump P a t e n t a n s p r ü c h e / agnet coupling for the combustion engine of a heat pump, in that the outer or inner magnetic ring (14,15) is held and the magnetic ring connected to the drive (16,20) (15) first in the opposite direction of rotation of the drive up to its negative Starting torque preloaded and immediately after reaching the same in the direction of rotation is switched. 2. Magnetkupplunq nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , dass mittels eines auf die Eigenfreauenz des Magnetkupplungssystems abqestimmten hydraulischen Schwingkreises die Energiezufuhr für das Startmoment erfolgt. 2. Magnetkupplunq according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that by means of a matched to the inherent freedom of the magnetic coupling system hydraulic oscillating circuit, the energy supply for the starting torque takes place. 3. Magnetkupplung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch g e k e n n z e i c h n e t r dass mit dem stillstehenden Spaltrohr (13) das Kältemittel (22) der Wärmepumpe (30) leckagefrei abgedichtet ist. 3. Magnetic coupling according to claims 1 and 2, thereby g e k e n n z e i c h n e t r that with the stationary can (13) the refrigerant (22) the heat pump (30) is sealed leak-free. 4. Magnetkupplung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , dass die Kupplungselemente in einem Zwischengehäuse (10) zu einem Bauteil integriert sind, das zwischen Motor (17) und Wärmepumpe (30) direkt anflanschbar ist. 4. Magnetic coupling according to claims 1 to 3, characterized g e k e n It is not indicated that the coupling elements are in an intermediate housing (10) are integrated into a component that is located between the motor (17) and the heat pump (30) directly can be flange-mounted. 5. Magnetkupplung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , dass die Magnete (14,- 15) auf den jeweiligen Rückschlussringen (11 bzw. 12) aufgeklebt sind.5. Magnetic coupling according to claims 1 to 4, thereby g e -k e n It is indicated that the magnets (14, - 15) are on the respective return rings (11 or 12) are glued on.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0779699A1 (en) * 1995-12-12 1997-06-18 KSB Aktiengesellschaft Magnetic coupling for a centrifugal pump
FR2766027A1 (en) * 1997-07-08 1999-01-15 Ensmse Synchronous magnetic coupling with cylindrical airgap
FR2782419A1 (en) * 1997-07-08 2000-02-18 Ensmse Mounting of synchronous magnets with a cylindrical air gap, comprises aligning the poles of individual magnets
FR3001591A1 (en) * 2013-01-31 2014-08-01 Whylot Method for maintaining e.g. axial magnetic coupling, connecting elements in operating range in chemical industry, involves selecting rows of permanent magnets corresponding to sinusoidal function and successively arranging magnets on rotors

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