DE4035866A1 - Pumpe / kompressor als feder- masse schwinger mit elektrischen schwingspulen-motor - Google Patents

Description

Der Linearantrieb enthält ein Innenjoch aus ferro­ magnetischem Material, ein Außenjoch aus ferromagnetischem Material, in spiegelsymmetrischer Anordnung, mit Spulen, welche jeweils Magnetpole an ihren inneren und äußeren Enden haben, und die Spulen sind um eine Außenfläche des Innenjochs gewickelt. Die Innenseiten der Außenjochs sind dabei so angeordnet, daß dessen beide Enden mit den Außenseiten des Innenjochs magnetisch gekoppelt sind. Ein bewegliches Bauteil auf dessen Außenumfang Spulen gewickelt sind, ist axial bewegbar in dem Zwischenraum zwischen dem Außenjoch und dem Innenjoch angeordnet. Dieses bewegliche Bauteil ist mechanisch mit einer Feder verbunden, und diese ist auf der anderen Seite mit dem Innenjoch mechanisch verbunden, welcher einen Teil des Feder-Masse Schwingers darstellt. Auf der Mittellinie auf der Innenseite des Innenjochs befindet sich der eigentliche Arbeitskolben, welcher mechanisch mit dem beweglichen Bauteil, zwischen Innenjoch und Außenjoch, verbunden ist.

Allgemein

Die Erfindung betrifft allgemein eine Pumpe/Kompressor, um Gase und Flüssigkeiten auf ein unterschiedliches Druckniveau zu bringen. Um das Medium von einem Druckniveau auf ein anderes zu bekommen wird eine Anordnung von Kolben und den entsprechenden Ventilen, abhängig von der jeweiligen Anwendung, verwendet.

Auflistung der Zeichnungen

Fig. 1 Schnittzeichnung der symmetrischen Anordnung der magnetischen Feldlinien.

Fig. 2 Alternative Anordnung der Felderzeugung.

Fig. 3 Schnittzeichung des mechanischen Systems mit Dar­ stellung aller wesentlicher Bauteile.

Genaue Beschreibung aller Bauteile

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der Bauteile der Pumpe/Kompressor. Die Pumpe/Kompressor wird durch eine Ansteuerung, welche mit der Pumpe/Kompressor verbunden ist mit Strom versorgt. Das zu beschreibende System arbeitet allgemein nach dem Prinzip der Hubkolbenpumpe.

Die Pumpe/Kompressor ist aufgebaut nach dem Schwingspulen- Motor-Prinzip, auch als Linearmotor bekannt, was in der Schnittzeichung Fig. 1 dargestellt ist. Der Schwingspulen- Motor hat eine allgemein zylindrische Form mit zwei Spulen 6A und 6B, welche links und rechts vom beweglichen Bauteil 4 angeordnet sind, und einem Innen- und Außenjoch 2, 3 zur Führung der magnetischen Flüsse 1A, 1B. Das bewegliche Spulenbauteil 4 hat allgemein eine zylindrische Form und auf der Außenfläche ist eine Spule 4 gewickelt. Die beiden identischen spiegelsymmetrischen Spulen 6A und 6B, welche auf der Außenfläche des Innenjoch gewickelt sind, erzeugen magnetische Flußlinien 1A und 1B, welche unterschiedliche aber symmetrische Wege durch das Innen- und Außenjoch 2, 3 und durch den mittleren Luftspalt 7, am Ende der Spulen 6A und 6B, nehmen.

Die beiden Spulen 6A und 6B können elektrisch in Serien- oder Reihenschaltung verbunden sein, unter Beachtung der Polarität.

Die Symmetrie der magnetischen Flüsse durch den Luftspalt 7 wird durch den spiegelsymmetrischen geometrischen Aufbau des linken und rechten Außenjochs und Innenjochs gewährleistet. Das bewegliche Spulenbauteil 4 im Zwischenraum zwischen Innen- und Außenjoch 2/3, bewegt sich im allgemeinen durch eine elektrische Wechselspannung. Wenn Spannung an die Spule 5 angelegt wird, fließt ein Strom, welcher ein elektrisches Feld erzeugt, welches im Gegensatz zum Feld im Luftspalt steht. Die magnetischen Kräfte versetzen das Spulenbauteil 4 in eine geradlinige Bewegung. Die Umkehrung des Stromflusses durch die Spule 5 dreht das magnetische Feld und die Bewegungsrichtung um. Dadurch entsteht eine rechts-links Bewegung gemäß der Linkshandregel von Flemming.

Durch den spiegelsymmetrischen Aufbau der Spulen 6A und 6B und den vollständigen Einschluß des magnetischen Feldes durch das Innen- und Außenjoch, und den Luftspalt 7, muß der gesamte magnetische Fluß durch das ferromagnetische Material und den Luftspalt 7, dadurch ist das äußere magnetische Feld des Schwingspulen-Motors minimiert.

Fig. 2 ist die gleiche Anordung wie Fig. 1 nur wurden die Spulen 6A und 6B durch Permanentmagnete ersetzt. Alle anderen Bauteil sind exakt die selben.

Fig. 3 stellt eine Schnittzeichnung der Pumpe/Kompressor dar, welche den Schwingspulen-Motor (siehe Fig. 1) mit symmetrischen Statorfeld zum Antrieb der Vorrichtung zeigt. Das bewegliche Bauteil 4 ist mechanisch mit dem Kolben 10 verbunden. Die Pumpe/Kompressor arbeitet dabei nach dem Prinzip des Feder-Masse Schwingers. Ein bewegliches Bauteil 4, auf dessen Außenumfang Spulen 5 gewickelt sind, ist axial bewegbar in dem Zwischenraum 7 zwischen dem Außenjoch und dem Innenjoch angeordnet. Das bewegliche Bauteil 4 ist mechanisch mit einer Feder 8 verbunden, und diese ist auf der anderen Seite mit dem Innenjoch mechanisch verbunden. Auf der Mittellinie der Innenseite des Innenjochs befindet sich der eigentliche Arbeitskolben 10, welcher mechanisch 9 mit dem beweglichen Bauteil 4, zwischen Innenjoch und Außenjoch, verbunden ist.

Wenn Wechselstrom an die elektrischen Kontakte angelegt wird, welcher alternierend die Stromrichtung durch die Windungen 5 umkehrt, entstehen magnetische Druck-Zug Kräfte, welche auf das bewegliche Bauteil 4 übertragen werden. Diese Kräfte regen die mechanisch verbundenen Bauteile 4 und 10 über die Feder 8 zu oszillierenden Bewegungen an. Über ein Ventil­ system 11 kann das System zur Förderung oder Verdichtung eines Mediums verwendet werden.

Claims (4)

1. Kombination eines Pumpen/Kompressor Kolbens in Ver­ bindung mit einem beweglichen Bauteil als Schwingspulen- Motor, einschließend ein Innen- und Außenjoch, welche allgemein eine zylindrische Form, ein erstes und zweites Magnetfeld haben, welche zwischen dem dritten magnetischen Feld des beweglichen Bauteils, einen ersten und zweiten magnetischen Fluß durch das Bauteil erzeugen.

2. Ein bewegliches Bauteil so geformt, daß es funktions­ mäßig zwischen Innen- und Außenjoch paßt, welches zu den ersten und zweiten Magnetfeld ein drittes induziert.

3. Ein Kolben welcher mit dem beweglichen Bauteil verbunden ist, und sich auf der inneren Mittellinie des Innenjochs bewegt.

4. Ein Ventil am Ende des Kolbens, mit einer Kolbenform welche es dem Medium gestattet durch den Kolben zu fließen.