DE2454185A1

DE2454185A1 - Schwingkolbenkompressor

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

Description

Schwingkolbenkompressor Es sind Schwingkolbenkompressoren bekannt, bei denen eine kurbelwellenlose Verbrennungskraftmaschine direkt mit einem Kompressorkolben dergestalt kombiniert sind, dass der, bw.
die Arbeitskolben der Verbrennungskraftmaschine in kraftschlüssiger Verbindung mit den Kompressorkolben stehen.
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gesetzt, einen Schwingkolbenkompressor zu schaffen, welcher ebenfalls ohne Kurbelwelle arbeitet, jedoch direkt elektrisch angetrieben ist.
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.
Die Erfindung ist nachstehend in zwei Ausführungsbeispielen anhand der Figur 1 und 2 der Zeichnung näher erläutert.
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.
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.
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.
Natürlich ist auch eine zwangsläufige mechanische Steuerung durch die Schwingorgane oder eine elektrische Steuerung durch den Umschalter 9 möglich.
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.
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.
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.
Bevorzugt werden die Schwingkolbenkompressoren gemäss dem beschriebenen Prinzip als Kompressoren für Druckluft bei Fahrzeugen, insbesondere bei schweren Lastkraftwagen und Lastzügen, verwendet.

Claims

Patentansprüche

Schwingkolbenkompressor' gekennzeichnet durch eine elektromagnetische Spulenanordnung und einen mit dem Kolben verbundenen Anker, welcher longitudinal schwingend arbeitet.
2) Schwingkolbenkompressor nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei Kolben (24, 25; 26, 27) mit einem dazwischenliegenden Elektroantrieb (20, 22; 21, 23).
3) Schwingkolbenkompressor nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch zwei aus je zwei Kolben (24, 25; 26, 27) und dazwischenliegenden Elcktroantrieben (20, 22; 21, 23) bestehende Kompressoreinheiten, welche derart hintereinander angeordnet sind, dass in der Mitte des Zylinders (19) eine Arbeitskammer für zwei Kolben (25, 26) entsteht.
4) Schwingkolbenkompressor nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolben als Membranen (3, 4; 7, 8) ausgeführt sind.