DE584764C - Antrieb fuer Kleinkompressor, insbesondere fuer Kaeltemaschinen - Google Patents

Description

Vorliegende Erfindung betrifft einen Antrieb für einen Kleinkompressor, der sich besonders für den Antrieb von Kältekompressoren eignet. Die Wirkungsweise ist so, daß eine mit einem Verdichtungskolben verbundene Masse zusammen mit einer Federung ein Schwingungssystem von einer bestimmten Frequenz bildet und diese Masse durch ein magnetisches Wechselfeld gleicher Periodenzahl zu Resonanzschwingungen erregt wird, ; wodurch der damit verbundene Kompressor " betätigt wird.

Der Gedanke, durch ein elektromagnetisches Wechselfeld einen federnd aufgehängten Kolben in Schwingung zu versetzen und damit ein Gebläse zu betreiben, ist bereits! bekannt. Da es sich bei-den erwähnten Gebläsen sowohl als auch bei vorliegendem Erfindungsgegenstand um gefederte Massen handelt, liegen in beiden Fällen harmonische Schwingungen vor. Nach der Theorie der harmonischen Schwingungen kann man mit einer beliebig kleinen Erregung ungedämpfte Systeme in Schwingungen- jeder gewünschten Größe versetzen. Femer wird auch bei Anwendung einer kleinen Erregung im Resonanzfalle die Schwingungsweite unendlich . groß, was sich praktisch im Bruch der Federn auswirken würde. Von der Erscheinung, daß man mit einer schwachen Erregung die Schwingung eines ungedämpten Systems aufrechterhalten kann, ist bei Gebläsen Gebrauch gemacht. Diese bekannten Gebläse sind so gebaut, daß eine Dämpfung der Schwingung des Kolbens vermieden ist, die Bewegung des Kolbens also mit kleinen Kräften aufrechterhalten werden kann. Da aber eine Dämpfung fehlt, können die Gebläse nicht in der Resonanzlage betrieben werden, weil sonst die Schwingungsweite nicht auf ein. brauchbares Maß zu beschränken wäre. Es ist deshalb notwendig, außerhalb der Resonanz mit erzwungenen Schwingungen zu arbeiten, indem die Federung des Kolbens so gewählt wird, daß ein Unterschied zwischen der Eigenfrequenz der Kolbenschwingung und der Erregungsfrequenz besteht. Dadurch wird erreicht, daß die Schwingung des Kolbens eine bestimmte Grenze nicht überschreitet. Die Einstellung der Schwingungsweite erfolgt durch passende Wahl der Federung des Kolbens und ist abhängig von der Stärke der Erregung.

Im Gegensatz zu den Gebläsen stellt nun der Kompressor vorliegender Erfindung eine starke Dämpfung für das Schwingungssystem dar, die von der Erregung überwunden werden muß. Man kann also jetzt nicht mehr mit beliebig kleiner Erregung arbeiten, son- ■ dern muß diese so berechnen, daß sie die Dämpfung überwinden kann. Ferner benötigt; -der Kompressor eine große Schwingungsweite,¹ da sonst eine ,Verdichtung nicht möglich ist. Diese große Schwingungsweite liegt nur im\ Resonarizgebicte vor, ebenso ist nur in diesem Falle die Phasenverschiebung zwischen Erregung und Dämpfung am günstigsten. Der Kompressor muß also im Gegensatz zum Ge-

blase in Resonanz arbeiten, was hier möglich ist, \veil durch, die Dämpfung durch, den Kompressorkolben ein Anwachsen der Schwingung auf ein unzulässiges Maß verhindert wird. Demnach muß die Federung des Kompressors so berechnet werden, daß die Eigenfrequenz des Systems identisch ist mit der Erregungsfrequenz. ' Die Federung kann also nicht geändert werden, wie dies bei dem Ge-

to blase der Fall ist, wo durch passende Wahl der Federn der Hub eingestellt werden soll. Ferner ist noch bekannt, Elektromagnete zur Betätigung von Kompressoren zu benutzen. Derartige Ausführungen sehen allge-

t5 mein einen Solenoidmagneten vor, der mit einem Kompressor verbunden ist und der bei jedem Hub ein- oder ausgeschaltet wird. Der beim Abschalten des Magneten auftretende Funken bedingt einen starken Verschleiß des Umschalters und gefährdet dann die Betriebssicherheit der Anlage. Außerdem, sind zur Betätigung des Umschalters immer irgendwelche Gestänge nötig, welche einem Verschleiß unterliegen, Geräusche verursachen und die Maschine komplizierter machen. Diese Nachteile sind bei dem vorliegenden Erfindungsgegenstand vermieden. Eine Umschaltung ist entweder überhaupt nicht nötig, da ein vorübergehendes Verschwinden des Magnetfeldes im Charakter des Wechselstromes begründet ist, oder sofern dies doch geschieht, wird die Umschaltung· in einem Moment vorgenommen, in dem der Strom gerade seinen Nullwert erreicht hat, so daß ein Absehaltfunke nicht auftreten kann. Ebenso sind keine Hebel zur Betätigung des Umschalters nötig. Diese Vorteile haben sich auch durch die Verwendung eines in Resonanz mit einem magnetischen Wechselfeld arbeitenden Magnetsystems erreichen lassen. Die Wirkungsweise des Kompressorantriebes ist in beiliegender Zeichnung schematisch dargestellt. Es ist Fig. 1 eine Ausführung, bei der ein stoßweiser Wechsel des Magnetfeldes die Schwingung erregt, Fig. 2 eine Ausführung mit einem allmählich, sich ändernden Wechselfeld. Es bedeuten hierbei M eine Masse, die zweckmäßig als Anker eines Elektromagneten ausgebildet wird, E einen Elektromagneten zur Erzeugung des magnetischen Wechselfeldes, F· eine beliebige Federung, K einen beliebigen Kompressor, der mit Masse Ai verbunden ist, H' Kontakte zur Unterbrechung des Wechselstromes, B eine Blattfeder, 5 eine von Wechselstrom durchflossene Erregerspule.

Es büdef nun nach Fig. 1 und 2 die Massel mit der Federung/⁷ ein schwingungsfähiges System, das durch ein in dem Elektromagneten E erzeugtes magnetisches Wechselfeld zu Resonanzschwingungen erregt wird. Es würde demnach die Schwingungsweite dauernd zunehmen, wenn nicht der mit der Masse Al verbundene Kompressor K. durch seine Tätigkeit die Schwingung so stark dämpfen würde, daß ein Anwachsen der Amplitude auf unzulässig hohe Beträge verhindert wird. Man kann dem Magneten £ reinen Wechselstrom oder auch Stromstöße zuführen. Fig. 1 zeigt den Betrieb mit unterbrochenen Strömen. Die Blattfeder B schwingt im Felde der Wechselstromspule S- im Takte des dem Anschluß entnommenen Wechselstromes und unterbricht den der Spule E zuzuführenden Wechselstrom durch die Kon- 75 j takte VV jeweils in seiner Nullage, so daß der Elektromagnet E immer nur eine Halbwelle des Wechselstromes empfängt. Die Masse wird also während der Dauer der positiven Halbwelle angezogen und kann während der Dauer der abgeschalteten negativen Halbwelle zurückschwingen. In Fig. 2 wird dem Elektromagneten E reiner Wechselstrom zugeführt. Das so erzeugte Wechselfeld beeinflußt einen Dauermagneten AI. Während der Dauer der ersten Hälfte der Stromwelle wird dann der Magnet M angezogen und > während der zweiten Hälfte abgestoßen, so daß ebenfalls eine kräftige Erregung herbei- j geführt wird. Zur Erregung braucht man durchaus nicht den normalen Netzwechsel- | strom zu verwenden. Man kann auch Wech- ^! seiströme benutzen, die man aus Gleichstrom j mittels Selbstinduktionen, Kondensatoren und Unterbrechern erzeugt.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Antrieb für Kleinkompressoren, insbesondere für Kältemaschinen, bestehend aus einer mit einem Kompressor verbun- 100; den gefederten Masse, die durch ein elek- j tromagnetisches Wechselfeld konstanter \ Periodenzahl beeinflußt wird, dadurch ge- ^: kennzeichnet, daß die Eigenschwingungs- : zahl der Masse auf Resonanz mit der Er- 105¹ regungsfrequenz abgestimmt ist. j

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen