DE3109455A1

DE3109455A1 - Schwingkompressor

Info

Publication number: DE3109455A1
Application number: DE19813109455
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Kainuma; Tadayoshi Nitta Gunma Kimura
Original assignee: Sawafuji Electric Co Ltd
Current assignee: Sawafuji Electric Co Ltd
Priority date: 1980-03-13
Filing date: 1981-03-12
Publication date: 1981-12-24
Also published as: US4427906A; DE3109455C2

Description

SAWAPUJI ELECTRIC CO., LTD. Tokio, Japan

Schwingkompressor

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf einen Vibrations- oder Schwingkompressor und befaßt sich insbesondere mit einem Schwingkompressor, bei dem der zur Erzeugung des Magnetfeldes dienende Dauermagnet nach der Erfindung durch einen einstückigen oder mehrstückigen Ferritmagneten ersetzt ist. Der Ferritmagnet begrenzt zusammen mit einem Magnetpol einen ringförmigen Magnetspalt, in dem eine durch ein elektrisches Schwingsystem angetriebene elektromagnetische Spule schwingungsfähig aufgehängt ist. Durch eine nach der Erfindung im ringförmigen Magnetspalt vorgesehene gleichförmige Magnetflußdichte werden zu jeder Zeit optimale Betriebsbedingungen aufrechterhalten. Das elektrische Schwingsystem wird zwangsläufig zu einer Schwingung veranlaßt, die mit der Eigenschwingungsperiode des mechanischen Schwingsystems zusammenfällt.

Herkömmliche Schwingkompressoren haben im allgemeinen eine Konstruktion, gemäß der das mechanische Schwingsystem eine Feder enthält und das elektrische Schwingsystem, das das mechanische Schwingsystem antreibt, derart ausgelegt ist, daß unter Zugrundelegung des Arbeitsprinzips eines elektrodynamischen Lautsprechers aus einem Magneten und einer Schwingspule die beiden Schwingsystem miteinander in Resonanz kommen. Dies bedeutet, daß man die Arbeitsweise des Schwingkompressors mit derjenigen eines Synchronmotors vergleichen kann.

Schwingkompressoren dieser Art sind weit verbreitet und werden beispielsweise in kleinen Haushaltskühlschränken und tragbaren Kühlgeräten an Bord von Fahrzeugen und Schiffen benutzt.

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In derartigen herkömmlichen Schwingkompressoren hat man im allgemeinen für den Permanentmagneten einen Alnico-Magneten verwendet,(Aluminium-Nickel-Kobalt-Legierung). Wegen des hohen Kobaltgehalts hat sich in jüngster Zeit der Preis von Alnico-Magneten beträchtlich erhöht. Man hat daher aufgrund der geringeren Kosten dem Ferritmagneten Beachtung geschenkt. So hat man bereits einen Schwingkompressor mit einem Ferritmagneten vorgeschlagen. Von dem benutzten Ferritmagneten wurde jedoch gefordert, daß er eine flache, ebene Gestalt mit einer größeren Querschnittsfläche und einer geringeren Dicke als der Alnico-Magnet hat. Dem Ferritmagneten mußte man daher bei Verwendung anstelle des Alnico-Magneten in einem Schwingkompressor besondere Beachtung schenken. So fielen die äußeren Abmessungen eines mit einem Ferritmagneten ausgerüsteten Schwingkompressors unerwünscht groß aus. Insbesondere mußte der Außendurchmesser des Kompressors vergrößert werden. Es ist somit erforderlich, daß der Ferritmagnet in eine bogenförmige Gestalt gebracht und längs des Innenumfangs des äußeren Eisenkerns angeordnet wird.

Wenn man einen Ferritmagneten mit bogenförmiger Gestalt verwendet, kommt es zu einer wichtigen Beziehung zwischen dem Zustand des ringförmigen Magnetspalts, in dem die elektromagnetische Spule hin- und herbewegt wird, und dem Schaltvorgang des die elektromagnetische Spule speisenden Stroms. Es ist erwünscht, daß die relative Position des bogenförmigen Ferritmagneten und des Hin- und Herschwingbereiches der elektromagnetischen Spule in geeigneter Weise ausgewählt wird. Es ist weiterhin erwünscht, daß die Magnetflußdichte im ringförmigen Magnetspalt so weit wie möglich gleichförmig ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Verwendung eines bogenförmigen Ferritmagneten einen Schwingkompressor zu schaffen, bei dem der bogenförmige Ferritmagnet in einer solchen Weise ausgebildet und angeordnet ist,

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daß in dem ringförmigen Magnetspalt eine gleichförmige Magnetflußdichte aufrechterhalten wird.

Weiterhin soll die relative Position des bogenförmigen Ferritmagneten und des Hin- und Herschwingbereiches der elektromagnetischen Spule so ausgewählt sein, daß der durch die elektromagnetische Spule fließende Antriebsstrom präzise umgeschaltet wird.

Schließlich soll auch der mechanischen Verbindung eines Zylinderblocks mit dem äußeren Eisenkern Beachtung geschenkt werden, um den Außendurchmesser des zu schaffenden Schwingkompressors gering zu halten.

Gleichermaßen soll das Auslaßrohr so untergebracht werden, daß es den Außendurchmesser des Schwingkompressors nicht vergrößert.

Bezüglich der nach der Erfindung vorgeschlagenen Lösung wird auf die beigefügten Ansprüche verwiesen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen im folgenden an Hand von Zeichnungen erläutert werden. Es zeigen:

F I G . 1 bis 5 Diagramme zur Erläuterung des Arbeitsprinzips der Erfindung,

F I G .6a einen Längsschnitt durch einen Schwingkompressor nach der Erfindung,

FIG. 6b einen Querschnitt durch den Schwingkompressor längs der Linie X-X' nach der Fig. 6A,

F I G . 7A eine .schematische Darstellung zur Erläuterung einer Ausführungsform der durch die Fig. 6 verkörperten Erfindung, wobei auf eine Verminderung des Außendurchmessers des Schwingkompressors Wert gelegt wird,

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F I G . 7B einen Querschnitt längs der Linie Y-Y^! nach der Fig. 7A und .

F I G . 8A und 8B eine Draufsicht bzw. Seitenansicht der.in der Fig. 7 dargestellten Ferritmagneten.

Ein Vibrations- oder Schwingkompressor hat im allgemeinen einen solchen Aufbau, daß eine elektromagnetische Spule schwingfähig in einem ortsfesten Magnetfeld angeordnet ist und von außen von einem Wechselstrom gespeist wird. Das Arbeitsprinzip des Schwingkompressors ist somit mit demjenigen eines elektrodynamischen Lautsprechers bzw. eines Lautsprechers mit Schwingspule vergleichbar. Die Schwingspule oder Antriebsspule, im folgenden auch elektromagnetische Spule genannt, wird mit einem Wechselstrom gespeist, um . ein mechanisches Vibrations- oder Schwingsystem einschließlich einer die Spule tragenden Feder zur Resonanz zu veranlassen.

Im folgenden soll die Arbeitsweise eines Schwingkompressors dieser Art erläutert werden. Die Fig. 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau eines Vibrations- oder Schwingkompressors mit Ferritmagneten. Der in der Fig. 1 dargestellte Schwingkompressor enthält eine elektromagnetische Spule T, die zusammen mit einer die Spule tragenden, nicht dargestellten Feder ein mechanisches Schwingsystem bildet, bogenförmige - Ferritmagnete 2, die längs des Innenumfangs eines äußeren Eisenkerns 3 angeordnet sind* einen inneren Eisenkern 4 mit einem Magnetpol 4', einen ringförmigen Magnetspalt 5, der von den Ferritmagneten 2 und dem Magnetpol 4¹ begrenzt ist und in dem die elektromagnetische. Spule 1 schwingungsfähig aufgehängt ist.

Bei der Anwendung des Schwingkompressors in einer Kühlmaschine ist mit der elektromagnetischen Spule 1 ein in der Fig. 1 nicht dargestellter Kolben verbunden, den eine nicht dargestellte Feder in einer- solchen Weise schwingungsfähig trägt, daß durch die Bewegung des Kolbens ein Kühlmittel

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komprimiert wird, und zwar verursacht durch die Schwing-"bewegung der elektromagnetischen Spule 1. Das komprimierte Kühlmittel erfährt dann in der Kühlmaschine eine adiabatische Expansion.

Es ist bekannt, daß bei einem Schwingkompressor dieser Art das Bedürfnis, das Kühlmittel in der oben beschriebenen Weise zu komprimieren, eine Differenz in der Länge der Zeit zwischen einer Halbperiode, die die Ansaugzeit T^ darstellt, und der Halbperiode, die die Kompressionszeit T₂ darstellt, fordert, wobei die Ansaugzeit und Kompressionszeit zusammen einen Zyklus der eigentlichen Schwingperiode bilden.

Folglich muß man einen Wechselrichter zur Ansteuerung des Schwingkompressors in einer solchen Weise steuern, daß die Schwingungsform der Wechselrichterausgangsspannung der in der Fig. 2A dargestellten Wechselspannungsschwingung entspricht und dementsprechend mit der Ansaugzeit T₁ und der Kompressionszeit T₂ zusammenfällt. Als Wechselrichter zur Umsetzung von Gleichstrom in Wechselstrom verwendet man im allgemeinen einen sogenannten Transistorwechselrichter, der die Schalteigenschaften von Transistoren ausnützt. Bei einem derartigen Wechselrichter wird unter Verwendung der folgenden Schalteigenschaften eines Transistors eine Schaltsteuerung vorgenommen.

Bezeichnet man den Kollektorstrom eines Transistors mit I_c, den Basisstrom mit I₅ und den Verstärkungsfaktor des Transistors mit h™, bleibt der Transistor in der Sättigung, solange die folgende Beziehung gilt:

¹C ~ ¹B ^{X h}FE*

Der transistor tritt aus dem Sättigungsbereich in den aktiven Bereich ein, wenn:

¹C ~ ¹B

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Im folgenden soll der Schaltsteuerungsvorgang im einzelnen erläutert werden.

Durch abwechselnde Ein-Aus-Schaltvorgänge zweier Schalttransistoren kann man eine Wechselspannung rechteckförmiger Schwingungsform entsprechend der Darstellung nach der Fig. 2A gewinnen. Speist man die elektromagnetische Spule 1 nach der Fig. 1 mit dieser Spannung, wird die elektromagnetische Spule 1 veranlaßt, zwischen einem in der Fig. 1 eingezeichneten Zustand (a) und einem in der Fig. 1 eingezeichneten Zustand (b) eine Auf- und Abbewegung vorzunehmen. Der Zustand (a) stellt diejenige Position der elektromagnetischen Spule 1 dar, bei der die Kompression gerade beendet ist. Der Zustand (b) stellt diejenige Position der elektromagnetischen Spule 1 dar, bei der das Ansaugen gerade beendet ist. In der Fig. 2B ist der durch die elektromagnetische Spule 1 fließende Antriebsstrom i dargestellt, bei dem es sich um den.Kollektorstrom I„ des jeweils leitenden Transistors handelt.

In der Fig. 2A stellt der Zeitpunkt t einen Zeitpunkt dar, bei dem der Schwingkompressor den Kompressionsvorgang beendet hat und mit dem Ansaugvorgang beginnt. Das bedeutet, daß beim Zeitpunkt t_& die an der elektromagnetischen Spule 1 anliegende Spannung von der positiven zur negativen Polarität umgeschaltet wird. Die elektromagnetische Spule 1 wird daher zum Zeitpunkt t_& veranlaßt, sich von der in der Fig. 1 eingezeichneten Position (a) in Richtung nach unten, d.h. in der Ansaugrichtung, zu bewegen. Während dieser Periode oder Zeitspanne nimmt der auf die elektromagnetische Spule 1 einwirkende Magnetfluß allmählich zu und erreicht seinen höchsten Pegel, wenn die elektromagnetische Spule 1 bei einer Position ankommt, die in der Fig. 1 mit (O) eingezeichnet ist. Danach nimmt der Magnetfluß allmählich ab. Dadurch wird veranlaßt, daß die in der elektromagnetischen Spule 1 induzierte Gegen-EMK vorübergehend zunimmt und anschließend abnimmt. Folglich nimmt der durch die elektromagnetische Spule 1 fließende Antriebsstrom i, während er der Gegen-EMK

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widersteht, in negativer Richtung heftig zu und steigt dann nach einem vorübergehenden Abfall weiter in negativer Richtung an, wie es in der Fig. 2B dargestellt ist. Der Schaltvorgang kann mit der gewünschten Zeitsteuerung vorgenommen werden, d.h. zu einer Zeit, bei der die elektromagnetische Spule 1 die gewünschte Position (b) am Ende des Ansaugvorganges erreicht, oder zu einer Zeit, bei der der Antriebsstrom i den in der Fig. 2B eingezeichneten Punkt b erreicht, und zwar durch Auswahl der Transistoren mit einem solchen Verstärkungsfaktor hp_E, daß der obigen Schaltbedingung

¹C - ⁱ <^b> - ¹B ^{X h}FE

genügt wird, und durch Steuerung des Basisstroms 1-™ der Transistoren, da der Kollektorstrom I_c eines geschalteten Transistors dem oben erwähnten Antriebsstrom i entspricht. Das Steuerungsverfahren für den Basisstrom I_B wird später beschrieben. Gleichzeitig mit dem Ausschalten eines Transistors gemäß der oben erwähnten Schaltbedingung wird ein anderer Transistor eingeschaltet, der eine positive Spannung an die elektromagnetische Spule 1 legt. Dadurch kommt es zu einer Stromumkehr in der elektromagnetischen Spule 1, und die elektromagnetische Spule 1 wird veranlaßt, sich von der Position (b) in die Position (a) der Fig. 1 zu bewegen. Die Umkehr der elektromagnetischen Spule 1 bei der Position (a) der Fig. 1 oder die Umschaltung des Antriebsstroms bei der Position a in der Fig. 2B erfolgt in der gleichen) Weise wie die Umschaltung beim Punkt b in der Fig. 2B. Um eine zwangsläufige Umschaltung an den Punkten a und b in der Fig. 2B sicherzustellen, ist wünschenswerterweise die Änderung des AntriebsStroms i in der elektromagnetischen Spule 1 bei den Punkten a bzw. b der Fig. 2B so groß wie möglich. Wie bereits oben erläutert, werden- die Änderungen im Antriebsstrom i durch Änderungen in der Gegen-EMK veranlaßt, die in der elektromagnetischen Spule 1 induziert wird.

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Je geringer die Gegen-EMK ist, um so höher wird der Antriebsstrom. Die Gegen-EMK hat- die Neigung, bei Abnahme des magnetischen Flusses, der die elektromagnetische Spule 1 schneidet, abzunehmen. Die Gegen-EMK wird daher um so geringer, je weiter die elektromagnetische Spule 1 aus dem in der Fig. 1 dargestellten ringförmigen Magnetspalt 5 herausrißt. Um an den in der Fig. 2B gezeigten Punkten a und b ein zwangsläufiges Umschalten sicherzustellen, ist es somit erforderlich, das Herausragen oder Hervorstehen der elektromagnetischen Spule 1 aus dem ringförmigen Magnetspalt 5 sowohl am Ende des Kompressionsvorgangs als auch am Ende des Ansaugvorgangs so groß wie möglich zu machen. Angesichts der begrenzten Amplitude der Schwingung der elektromagnetischen Spule 1 wird jedoch, wenn man das Ausmaß des Herausragens der elektromagnetischen Spule 1 am Ende der Kompression (Position (a) in der Fig. 1) groß macht, das Ausmaß des Herausragens am Ende des Ansaugens (Position (b) in der Fig. 1) kleiner und umgekehrt. Obgleich es in der Fig. 1 nicht dargestellt ist, sind zwei Resonanzfedern vorhanden, die in der bereits oben angegebenen Weise die elektromagnetische Spule 1 schwingungsfähig haltern, und die elektromagnetische Spule 1 wird durch Anlegen der in der Fig. 2A dargestellten Wechselspannung zum Schwingen angeregt. Während dieser Schwingung oder während des Betriebs des Schwingkompressors bewegt sich die elektromagnetische Spule 1 in bezug auf eine Position, die sie bei nicht fließendem Wechselstrom einnimmt und neutrale Position oder Nullage genannt wird, beim Ansaugvorgang weiter weg als beim Kompressionsvorgang. Dies ist darauf zurückzuführen, daß beim Kompressionsvorgang das Kühlmittel komprimiert wird und die Elastizität des Kühlmittels auf die elektromagnetische Spule 1 einwirkt.-Wenn man die elektromagnetische Spule 1 -so anordnet, daß ihr Mittelpunkt im nicht angetriebenen Zustand oder der neutrale Punkt mit dem Mittelpunkt des ringförmigen Magnetspalts 5-zusammenfällt, ist das Ausmaß des Herausragens der Spule 1 am Ende der

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Kompression (Position (a) in Fig. 1) kleiner als am Ende des Ansaugens (Position (b) in Fig. 1). In diesem Fall besteht die Gefahr, daß der Schaltvorgang "bei Beendigung der Kompression nicht stabil verläuft. Um sowohl bei der Beendigung der Kompression als auch bei der Beendigung des Ansaugens einen einwandfreien Schaltvorgang sicherzustellen, sollten die Ausmaße des Herausragens der elektromagnetischen Spule bei der Beendigung der Kompression und bei der Beendigung des Ansaugens (Positionen (a) und .(b) in Fig. 1) vorzugsweise miteinander gleich sein. Um dies zu erreichen sollte man bei der Bestimmung der neutralen Position der elektromagnetischen Spule 1 der Differenz im Hub der elektromagnetischen Spule 1 beim Kompressionsvorgang und Ansaugvorgang sorgfältige Beachtung schenken.

Um eine effektive Arbeitsweise des Schwingkompressors sicherzustellen, ist es darüber hinaus erwünscht, daß in dem ringförmigen Magnetspalt, in dem die elektromagnetische Spule 1 angeordnet ist, ein gleichförmiger Magnetfluß aufrechterhalten wird. Die bei dem in der Fig. 1 dargestellten Schwingkompressor benutzten Ferritmagneten 2 sind hauptsächlich unter Berücksichtigung ihrer magnetischen Eigenschaften in eine solche Form oder Gestalt gebracht, daß in bezug auf die Magnetisierungsrichtung ihre Stärke oder Dicke dünner und ihr Querschnittsbereich größer wird. Dies führt in der Nachbarschaft der Stirnfläche der Ferritmagneten 2 zu einem erhöhten Leckfluß in der Durchgangs deckeinrichtung. Folglich haben die Ferritmagneten 2, die entsprechend der Darstellung nach der Fig. 1 dem Magnetpol 4¹ im selben Oberflächenbereich wie derjenige des. -Magnetpols.4' gegenüberliegen, die Neigung zu einer ungleichmäßigen Magnetflußdichte im ringförmigen Magnetspalt 5 aufgrund des oben erwähnten Leckflusses. Unter Berücksichtigung dieser Überlegungen ermöglicht es die Erfindung, in dem ringförmigen Magnetspalt, in dem die elektromagnetische Spule das mechanische Schwingsystem bildet, eine gleichförmige Flußdichte zu erhalten

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und das elektrische Schwingsystem synchron mit der Eigenschwingperiode des mechanischen Schwingsystems anzutreiben.

Vor der Beschreibung und Erläuterung des Schwingkompressors nach der Erfindung sollen zunächst an Hand der Figuren 3 bis 5 die allgemeine Beziehung zwischen dem mechanischen Schwingsystem und dem elektrischen Schwingsystem sowie ein Wechselrichter und dessen Schaltvorgänge beschrieben werden.

Wie bereits oben angegeben ist es allgemein bekannt, daß innerhalb eines Zyklus der Eigenschwingperiode des mechanischen Schwingsystems ein Unterschied in der Länge der Zeit zwischen einer Halbperiode, die die Kompressionszeit T₂ darstellt, und einer Halbperiode besteht, die die Ansaugzeit T₁ darstellt, und daß bezüglich der. neutralen Position ein Unterschied in der Amplitude des mechanischen Schwingsystems zwischen dem Kompressionshub und dem Ansaughub der elektromagnetischen Spule vorhanden ist, und zwar infolge des hohen Drucks, der während des Kompressionsvorganges auf das Kühlmittel ausgeübt werden muß. Die neutrale Position bezeichnet dabei die Ruhelage oder den Ruhezustand der elektromagnetischen Spule.

In der Fig. 3A ist ein Amplitudenschwingungsverlauf des mechanischen Schwingsystems dargestellt. Bei dieser Darstellung entspricht die positive Richtung der Ordinate der Kompressionsrichtung, die negative Richtung der Ordinate der Ansaugrichtung und der Nullpunkt .der Ordinate der neutralen Position bzw. der Position, bei der sich das mechanische Schwingsystem im stationären Zustand befindet. Änderungen in der Amplitude L des in der Fig. 3A dargestellten Amplitudenverlaufes veranlassen, daß eine in der Fig. 3B dargestellte Gegen-EMK E„ in der elektromagnetischen Spule-des Schwingkompressors induziert wird. Der in Abhängigkeit von den Amplitudenänderungen des in der Fig. 3A erzeugten Schwingungs-

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Verlaufes der Gegen-EMK nimmt den Wert Null zu Zeitpunkten an, die dem Zeitpunkt a der Beendigung der Kompression und dem Zeitpunkt b der Beendigung des Ansaugens entsprechen. Dies geht aus einem Vergleich zwischen den Fig. 3A und J5B hervor. Weiterhin hat die Gegen-EMK anstelle einer perfekten sinusförmigen Schwingung einen etwas verzerrten Schwingungsverlauf, und zwar aufgrund der Zeitdifferenz in der Amplitude zwischen der Kompressionszeit Tp und der Ansaugzeit T₁. Der zeitliche Verlauf, der die zeitliche Änderung der äquivalenten Impedanz Z der elektromagnetischen Spule angibt, nimmt daher eine Schwingungsform an, die man durch Überlagerung des in der Fig. 3B dargestellten Verlaufes der Gegen-EMK auf vorbestimmte Grundwerte erhält. Der zeitliche Verlauf der Impedanz Z ist in der Fig. 3C gezeigt.

Es soll angenommen werden, daß ein rechteckförmiger Spannungsverlauf V^ entsprechend der Darstellung nach der Fig. 3D, der in Phase mit der Gegen-EMK nach der Fig. 3B ist, an der elektromagnetischen Spule anliegt. Ein in der Fig. 3E dargestellter, durch die elektromagnetische Spule fließender Strom I^ erreicht seinen maximalen Pegel beim minimalen Impedanzwert und seinen minimalen Pegel beim maximalen Impdeanzwert und ist in Phase mit der Rechteckspannung V₁.

Angesichts der Reaktanz der elektromagnetischen Spule und der Antriebsleistungsschaltung steigt allerdings der tatsächlich fließende Strom Ij. nicht senkrecht an, sondern hat einen geneigten, kurvenförmigen Verlauf, wie es in der Fig. 3F dargestellt ist. So vergeht beim Kompressionshub eine Verzögerungszeit t₂ und beim Ansaughub eine Verzögerungszeit t,|, bis der Stromwert seinen jeweiligen .Maximumpegel erreicht. .

Die obige Diskussion läßt erkennen, daß die an die elektromagnetische Spule gelegte Spannungsschwingungsform letztlich mit der Amplitude des Schwingkompressors in Phase

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sein sollte, wie es in der Fig. 3D gezeigt ist, um den Schwingkompressor mit maximaler Effizienz zu betreiben. Die Fig. 4 zeigt das Schaltbild eines Wechselrichters zum Umsetzen einer Gleichspannung in eine Wechselspannung, die mit der- Amplitude des Schwingkompressors in Phase ist, und die Fig. 5A bis 5D dienen zur Erläuterung der Arbeitsweise des Wechselrichters.

Das in der Fig. 4 dargestellte Schaltbild enthält neben der elektromagnetischen Spule 1 Hauptschaltelemente, die beispielsweise in Form von Transistoren 21 bis 24 vorliegen und zusammen eine Brückenschaltung bilden, wobei die Transistoren 21 und 23 einerseits und die Transistoren 22 und 24 andererseits Transistorpaare darstellen, die abwechselnd und wiederholt Ein-Aus-Vorgänge vornehmen, Transistoren 25 und 26 zur Stromzufuhr zu den Basen der Transistoren 21 und 23 bzw. zur Stromzufuhr zu den Basen der Transistoren 22 und 24, Widerstände 27 und 28 zum Steuern der Kollektorströme von Transistoren 36 und 35, d.h. zum Steuern der Basisströme der Transistoren 25 und 26, Widerstände 29 und 30 zum Steuern der Basisströme der Transistoren 22 bzw. 23 und Dioden 31 bis 34, die zum Schutz der Transistoren 21 bis 24 für den Fall einer umgekehrten Verbindung mit der Glexchspannungsquelle dienen und für einen Kondensator 38 eine Entladeschaltung bilden. Die Transistoren 35 und 36 stellen erfassende Schaltelemente dar, die den Lade/Entlade-Strom des Kondensators 38 erfassen und die Transistoren 21 bis 24 in einer noch zu beschreibenden Weise steuern. Ein veränderbarer Widerstand 37 dient zum Steuern des Lade/Entlade-Stroms des -Kondensators 38. Der Kondensator 38 ist über die Transistoren 35 und 36 der elektromagnetischen Spule 1 parallelgeschaltet. Dioden 39 und 40 bilden einen Entladeweg für den Kondensator 38. Die Transistoren 35 und 36, der Kondensator 38, der veränderbare Widerstand 37 und die Dioden 39 und 40 bilden zusammen eine Erfassungseinrichtung.

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Unter der Annahme, daß der in der Fig. 4 dargestellten Schaltung eine Gleichspannung mit der gezeigten Polarität zugeführt wird und daß mit A und B gezeigte Anschlüsse positiv bzw. negativ sind, wird der Kondensator 38 über die Diode 39 und den veränderbaren Widerstand 37 geladen, wie es durch vollausgezogene Pfeile in der Figur dargestellt ist. Zu dieser Zeit sorgt der Ladestrom des Kondensators für einen Basisstrom durch den Transistor 36, der den Transistor 36 zum Einschalten veranlaßt. Es erfolgt dann das Einschalten des Transistors 25, und im Gefolge damit werden die Transistoren 21 und 23 eingeschaltet. Somit kann ein Antriebsstrom durch die elektromagnetische Spule 1 fließen. Der jetzt durch die Schaltungsanordnung fließende Strom hat die Richtung der als vollausgezogene Linien eingezeichneten Pfeile.

Die Ladespannung des Transistors 38 verläuft wie es in der Fig. 5A dargestellt ist. Der zugehörige Ladestrom ist in der Fig. 5B gezeigt. Sobald die Transistoren 21 und 23 vom Aus-Zustand in den Ein-Zustand geschaltet worden sind, wird dem Kondensator 38 ein Ladestrom zugeführt, und zwar unter Berücksichtigung der Zeitkonstanten, die sich aus dem Widerstandswert der Schaltung (dem Widerstandswert des veränderbaren Widerstands 37 und dem Widerstandswert von anderen Schaltungselementen) sowie dem Kapazitätswert des Kondensators 38 ergibt. Der Ladestrom zeigt allerdings eine abnehmende Tendenz, wenn sich die Ladespannung der Spannung zwischen den Anschlüssen A und B nähert. Da der Ladestrom dazu dient, dem Transistor 36 einen Basisstrom I„ (36) zuzuführen, nimmt der Kollektor strom I_c (36-) des Transistors 36 einen Verlauf an-, wie er in der Fig. 5C durch unterbrochene Linien eingezeichnet ist. Angesichts der Strombegrenzungswirkung des Widerstands 27 hat jedoch der tatsächliche Kollektorstrom I_c (36) eine Schwingungsform, die in der Fig. 5C durch vollausgezogene Linien dargestellt ist.

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Der Transistor 21 bleibt im Sättigungszustand solange der Kollektorstrom I_c (21) der folgenden Gleichung genügt:

I_c (21) ^ I_B (21) χ h_FE (21).

Der Transistor 21 tritt in den aktiven Bereich ein, wenn der Kollektorstrom Ip (21), d.h. der Antriebsstrom, der folgenden Bedingung genügt:

I_c (21) = i £ I_B (21) χ h_FE (21).

Wenn der Transistor 21 in den aktiven Bereich eintritt, fällt die Spannung zwischen dem Kollektor und Emitter des Transistors 21 ab, wodurch die Spannung am Anschluß A beeinträchtigt wird, und die Entladung des Kondensators 38 beginnt. Es sei bemerkt, daß der Basisstrom Ij, (21) des Transistors 21 dem Kollektorstrom Ip (36) des Transistors proportional ist. Die Entladeschaltung wird hier hauptsächlich vom Kondensator 38, dem veränderbaren Widerstand 37, dem Transistor 35, der Diode 31, dem Transistor 24 und der Diode 40 oder durch den Kondensator 38, den veränderbaren Widerstand 37, den Transistor 35, den Transistor 22, die Diode 33 und die Diode 40 gebildet, und zwar angesichts der Induktivität der elektromagnetischen Spule 1. Der durch die Entladeschaltung fließende Entladestrom führt dem Transistor 35 einen Basisstrom zu, wodurch der Transistor 35 eingeschaltet wird. Gleichzeitig damit werden die Transistoren 22 und 24 eingeschaltet. Da zusätzlich der Entladestrom eine solche Wirkung hat, daß er den bereits gesperrten Transistor 36 noch mehr in den gesperrten Zustand bringt, werden gleichzeitig mit der Umschaltung des Transistors 36 auch die Transistoren 21 und 23 immer mehr in den gesperrten Zustand gebracht. Folglich beginnt jetzt der Antriebsstrom i in einer Richtung zu fließen, wie es in der Fig. 4 durch die mit unterbrochenen Linien eingezeichneten Pfeile dargestellt ist. Der Stromfluß erfolgt somit jetzt in einer Richtung, die der Stromflußrichtung bei eingeschalteten Transi-

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stören 21 und 23 entgegengesetzt ist.

Die sich daran anschließende Arbeitsweise der Schaltung bis zum Abschalten oder Sperren der Transistoren 22 und 24 ist angesichts des symmetrischen Aufbaus der Schaltungsanordnung nach der Fig. 4 im wesentlichen die gleiche wie bei den eingeschalteten oder leitenden Transistoren 21 und 23. Die Stromleitdauer der beiden Transistoren 21 und 23 unterscheidet sich allerdings von der Stromleitdauer der Transistoren 22 und 24, und zwar angesichts der Differenz zwischen der Ansaugzeit T^ und der Kompressionszeit Tp, entsprechend der Darstellung nach der Fig. 3. Dies kann man wie folgt erläutern.

Der Schwingungsverlauf h_FE (21) χ I_ß (21) und der Schwingungsverlauf hpg (24) χ I_ß (24) sind entsprechend der Darstellung nach der Fig. 5D symmetrisch, jedoch von entgegengesetzter Polarität, weil die eine Erfassungseinrichtung (Diode 39, veränderbarer Widerstand 37, Kondensator 38 und Transistor 36) symmetrisch mit der anderen Erfassungseinrichtung (Diode 40, Kondensator 38, veränderbarer Widerstand 37 und Transistor 35) ist. Der Antriebsstrom i, d.h. die Kollektorströme I_c (21) und I_c (24), sind hingegen bezüglich ihrer Polarität unsymmetrisch, wie es aus der Fig. 3F hervorgeht, und zwar aufgrund der Eigenschaften des mechanischen Schwingsystems.

Als Ergebnis davon unterscheidet sich somit für die positive und negative Halbwelle der Zeitpunkt, bei dem die folgende, oben erwähnte Schaltbedingung erfüllt ist:

¹C ~ ¹B ^{X h}FE*

Die Schalttätigkeit wird in einer solchen Weise vorgenommen, daß ein Zusammenfallen mit der gewünschten -Ansaugzeit T₁ und kompressionszeit T₂ erfolgt. Aus der obigen Gleichung für die

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Schalfbedingung geht hervor, daß die Schalttätigkeit oder Schaltwirkung um so zwangsläufiger erfolgt, je größer die Zuwachsrate des Kollektorstroms I_c, d.h. des Antriebsstroms i, ist.

In der Fig. 6 ist ein nach der Erfindung ausgebildeter Schwingkompressor dargestellt. Für gleiche öder ähnliche Teile werden dieselben Bezugsziffern wie in der Fig. 1 verwendet. Dies gilt für die Teile 1 bis 5. Darüber hinaus enthält der Schwingkompressor nach der Fig. 6 Resonanzfedern 6 und 7, eine Spulenhalterung 8, einen Kolben 9, ein Saugventil 10, einen Kompressionszylinder 11, ein Auslaßventil 12, einen Zylinderblock 13, ein Distanzgehäuse 14, einen Bolzen 15, eine Saugöffnung 16, ein internes Saugrohr 16·, eine Auslaßöffnung 17, ein Auslaßrohr 17', einen Leitungsanschluß 18, einen Leitungsdraht 18^f und ein Gehäuse 19.

Wie eingangs angegeben, benutzt man bei der Erfindung als Permanentmagnet Ferritmagneten 2. Die Ferritmagneten 2 sind unter Beachtung ihrer magnetischen Eigenschaften bogenförmig ausgebildet, wie es aus der Fig. 6 hervorgeht. Ferner wird der Forderung Beachtung geschenkt, daß der Außendurchmesser des Schwingkompressors gering sein soll. Die Magneten 2 befinden sich längs der inneren Umfangswand des tassenförmigen äußeren Eisenkerns 3· Die Ferritmagneten 2 sind in ihrer Durchgangsdickenrichtung magnetisiert, d.h. bei der Darstellung nach der Fig. 6B in Radialrichtung. Entsprechend der Darstellung wird ein Magnetraum gebildet, bei dem es sich um den ringförmigen Magnetspalt 5 handelt. Der Magnetspalt 5 wird von den Ferritmagneten 2 und dem Magnetpol- 4* des inneren Eisenkerns 4 begrenzt, der zusammen mit dem äußeren Eisenkern 3 einen magnetischen Pfad darstellt. In dem ringförmigen Magnetspalt 5 ist die elektromagnetische Spule 1 angeordnet, die über die Spulenhalterung 8 von den beiden Resonanzfedern 6 und 7 schwingungsfähig gehaltert ist, die in einander entgegengesetzten Richtungen wirken. Der Kolben 9 ist über

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die Spulenhalterung 8 im wesentlichen einstückig mit der elektromagnetischen Spule 1 ausgebildet und wird von ihr angetrieben. Der Zylinderblock 13» dessen Kompressionszylinder 11 den Kolben 9 aufnimmt, ist über das Distanzgehäuse 14 mit dem Bolzen 15 am äußeren Eisenkern 3 befestigt. Wenn man die elektromagnetische Spule 1 des derart aufgebauten Schwingkompressors über den Leitungsanschluß 18 und den Leitungsdraht 18^f mit einem Wechselstrom speist, führt die elektromagnetische Spule 1 in Übereinstimmung mit der Frequenz des Wechselstroms eine Schwingung aus und treibt den Kolben 9 an. Die Hin- und Herbewegung des Kolbens 9 veranlaßt, daß ein über die Saugöffnung 16 eintretendes Kühlmittel in der Richtung der durch unterbrochene Linien eingezeichneten Pfeile in das Gehäuse 19 strömt. Das Kühlmittel gelangt dann über das innere Saugrohr 16· in den Kompressionszylinder 11. Das vom Kolben 9 komprimierte , unter hohem Druck stehende Kühlmittel gelangt dann über das Auslaßrohr 17· und die Auslaßöffnung 17 beispielsweise in den Kondensor einer Kühlmaschine. Die Strömungsrichtung des komprimierten Kühlmittels ist in der Figur mit Pfeilen eingezeichnet, die aus vollausgezogenen Linien bestehen. Das Ansaugen des Kühlmittels in den Kompressionszylinder 11 und das Ausstoßen des Kühlmittels aus dem Kompressionszylinder 11 erfolgt unter abwechselndem Öffnen und Schließen des Saugventils 10 und des Auslaßventils 12 entsprechend der Hin- und Herbewegung des Kolbens 9.

Vorstehend sind der Aufbau und die Arbeitsweise eines nach der Erfindung ausgebildeten Schwingkompressors beschrieben. Die erfindungsgemäße Verwendung von kostengünstigen Ferritmagneten anstelle von üblichen teuren Alnico-Magneten trägt viel dazu bei, die Herstellungskosten herabzusetzen. Die Benutzung von Ferritmagneten mit einem bogenförmigen Querschnitt verhindert die Zunahme des Außendurchmessers des Schwingkompressors, die sonst bei Verwendung von Ferritmagneten unvermeidbar wäre. Weiterhin ist nach der

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Erfindung sichergestellt, daß in der Richtung rechtwinklig zur Achse des ringförmigen Magnetspalts 5 über die Gesamtlänge des ringförmigen Magnetspalts 5 eine gleichförmige Magnetflußdichte herrscht. Dies geschieht dadurch, daß die axiale Länge (die Länge in der Achsenrichtung) der Ferritmagneten 2 größer als diejenige des gegenüberliegenden Magnetpols 4' gemacht wird, wie es aus der Fig. 6A hervorgeht. Dadurch wird eine effiziente Arbeitsweise der elektromagnetischen Spule 1 gewährleistet. Würde man den ringförmigen Mar gnetspalt 5 mit Ferritmagneten 2 bilden, die die gleiche axiale Länge wie der Magnetpol 4¹ hätten, wie es in der Fig. 1 dargestellt ist, wäre die Magnetflußdichte beim Fortschreiten in der axialen Richtung des ringförmigen Magnetspalts 5 nicht gleichförmig. Im Bereich beider Enden des ringförmigen Magnetspalts 5 wäre die Flußdichte in axialer Richtung kleiner als bei anderen Stellen des Magnetspalts Dies wäre, wie es allgemein bekannt ist, auf Magnetflußleckerscheinungen zurückzuführen, die an den Stirnflächen auftreten, welche bei einem Permanentmagneten parallel zur Magnetisierungsrichtung verlaufen. Der Leckfluß tritt besonders bei Ferritmagneten mit kleiner Dicke in der Magnetisierungsrichtung auf, also bei Magneten, wie sie bei der Erfindung verwendet werden. Nach der Erfindung ist die axiale Länge der Ferritmagneten 2 größer als diejenige des Magnetpols 4·, um die Wirkung der Leckflußerscheinung wenigstens bei dem ringförmigen Magnetspalt 5 zu vermindern. Somit wird bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Schwingkompressors die Magnetflußdichte über die gesamte axiale Länge des ringförmigen Magnetspalts 5 gleichförmig.

Um darüber hinaus eine effiziente Arbeitsweise des Schwingkompressors sicherzustellen, ist es notwendig, das elektrische System mit einer solchen Frequenz zum Schwingen anzuregen, daß diese Frequenz mit der Eigenschwingperiode des mechanischen Schwingsystems zusammenfällt, wie es bereits beschrieben wurde. Dies bedeutet, daß der der elektromagnet!-

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sehen Spule 1 zugeführte Wechselstrom mit der oben angegebenen Periode übereinstimmen muß. Benutzt man beispielsweise als Versorgungsenergiequelle eine Gleichspannungsquelle, benötigt man zur Umsetzung des Gleichstroms in den Wechselstrom einen Wechselrichter, und die Schaltvorgänge des Wechselrichters zur Umsetzung des Gleichstroms in den Wechselstrom müssen zeitlich in einer solchen Weise erfolgen, daß Übereinstimmung mit der oben angegebenen Periode herrscht. Der Schaltbetrieb des Wechselrichters ist bereits an Hand der Fig. 4 unter Bezugnahme auf einen Wechselrichter mit Transistoren erläutert worden. Es ist auch gesagt worden, daß die Schaltbedingung für die im Wechselrichter verwendeten Transistoren wie folgt lautet:

Kollektorstrom I_c ^ Basisstrom Ig χ Verstärkungsfaktor Iw,.

Je größer die Änderung des AntriebsStroms i der elektromagnetischen Spule 1 zur Schaltzeit ist oder je größer das Ausmaß des Herausragens (gezeigt in Fig. 1) der elektromagnetischen Spule 1 aus dem ringförmigen Magnetspalt 5 zur Zeit der Beendigung der Kompression oder zur Zeit der Beendigung des Ansaugens ist, um so besser und zwangsläufiger erfolgt der Schaltvorgang aufgrund der oben angegebenen Schaltbedingung, wie es bereits erläutert worden ist. Der Schaltvorgang muß sowohl bei der Beendigung der Kompression als auch bei der Beendigung des Ansaugens zwangsläufig erfolgen. Das Ausmaß des Herausragens oder Hervorstehens der elektromagnetischen Spule 1 aus dem ringförmigen Magnetspalt 5 hängt allerdings von der neutralen Position der Spule 1 im ringförmigen Magnetspalt 5 ab, weil die Amplitude der elektromagnetischen Spule 1 begrenzt ist. Das bedeutet, daß das Ausmaß des Herausragens zur Zeit der Beendigung der Kompression zunimmt,-wohhingegen das Ausmaß des Herausragens zur Zeit der Beendigung des Ansaugens unvermeidbar abnimmt. Um einen zwangsläufigen Schaltvorgang sowohl bei der Beendigung der Kompression als auch bei der Beendigung des Ansaugens zu gewährleisten, sollte das Ausmaß des Herausragens der elektromagnetischen Spule 1

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während des Betriebs sowohl zum Zeitpunkt der Beendigung der Kompression als auch zum Zeitpunkt der Beendigung des Ansaugens gleich sein. Der Schwinghub des Schwingkompressors mit dem in der Fig. 6 dargestellten¹ Aufbau hat im allgemeinen die Neigung, in bezug auf die neutrale Position in der Richtung der Kompression größer als in der Richtung des Ansaugens zu sein. Dies ist auf den hohen Druck zurückzuführen, der während der Kompression auf das Kühlmittel auszuüben ist. Wenn die neutrale Position der elektromagnetischen Spule 1 mit dem axialen Mittelpunkt (der Mitte der Länge in der axialen Richtung) des ringförmigen Magnetspalts 5 übereinstimmt, wird das Ausmaß des Herausragens der elektromagnetischen Spule 1 während des Betriebs ungleichmäßig, wobei das Ausmaß des Herausragens zur Zeit der Beendigung der Kompression kleiner als zur Zeit der Beendigung des Ansaugens wird.

Unter Berücksichtigung dieses Sachverhalts wird bei dem nach der Erfindung ausgebildeten Schwingkompressor die neutrale Position der elektromagnetischen Spule 1 im ringförmigen Magnetspalt 5 in der Richtung der Kompression versetzt, wie es in der Fig. 6 dargestellt ist, so daß das Ausmaß des Herausragens der Spule 1 zur Zeit der Beendigung der Kompression gleich dem Ausmaß des Herausragens der Spule 1 zur Zeit der Beendigung des Ansaugens während des Betriebs ist. Obgleich die relative Position der elektromagnetischen Spule 1 und des ringförmigen Magnetspalts 5 durch Konstruktionsnormen bestimmt ist, die auf den Spezifikationen des Schwingkompressors beruhen, wird beispielsweise bei einem Verhältnis des Kompressionshubs der Spule zum Ansaughub von 1:2 bezüglich- der neutralen Position der axiale Mittelpunkt der Spule bei der neutralen Position in Richtung der Kompression um die Hälfte des Kompressionshubs bezüglich des axialen Mittelpunkts des ringförmigen Magnetspalts 5 versetzt.

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Die Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform, die der Bedingung gerecht wird, daß der erfindungsgemäße Schwingkompressor einen möglichst kleinen Außendurchmesser haben soll. Die Fig. 7A zeigt eine Draufsicht des äußeren Eisenkerns und der Ferritmagneten des in der Fig. 6 dargestellten Kompressors. Die Fig. 7 ist ein Schnitt längs der Linie Y-Y¹ der Fig. 7A. Die Fig. 8A und 8B sind eine Draufsicht und eine Seitenansicht der in der Fig. 7 dargestellten Ferritmagneten.

Entsprechend der Darstellung nach der Fig. 7 weist der Eisenkern 3 Vorsprünge 42 auf, in denen Gewindebohrungen 41 vorgesehen sind. Die Fig. 6 läßt erkennen, daß der Außendurchmesser des Schwingkompressors durch den Außendurchmesser des äußeren Eisenkerns 3 bestimmt ist. Beim erfindungsgemäßen Schwingkompressor soll der Außendurchmesser des äußeren Eisenkerns 3 klein gemacht werden, ohne daß es dabei zu einer nachteiligen Beeinträchtigung des effektiven Magnetflusses des äußeren Eisenkerns 3 kommt. Zu diesem Zweck sind die Vorsprünge 42 mit den darin vorgesehenen Gewindebohrungen 41 zur Aufnahme der Zylinderbefestigungsbolzen 15 am Innenumfang des äußeren Eisenkerns 3 vorgesehen, wie es aus der Fig. 7 hervorgeht. Ferner sind in axialer Richtung verlaufende Eingriffsnuten 43 zum Eingriff mit den Vorsprüngen 42 in den Ferritmagneten 2 vorgesehen. Die Nuten 43 stehen der inneren ümfangswand des äußeren Eisenkerns 3 gegenüber, wie es aus den Fig. 7 und 8 hervorgeht. Mit dieser Anordnung ist es möglich, die Ferritmagneten 2 fest in den inneren Umfang des äußeren Eisenkerns 3 einzupassen, und zwar durch Einsetzen der Magneten in den äußeren Eisenkern 3, wobei die Nuten 43 mit den Vorsprüngen 42 ausgerichtet sind.

Eine in der Fig. 7A gezeigte Rohrnut 19' dient als Nut zur Führung des in der Fig. 6A gezeigten Saugrohres 17¹ vom Boden zur Oberseite des Schwingkompressors. Auch diese Maßnahme trägt dazu bei, den Außendurchmesser des Schwingkom-

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pressors kleinzuhalten.

Die Ausgestaltung des Schwingkompressors ohne die Vorsprünge 42 am inneren Umfang des äußeren Eisenkerns. 3, wie es in den Fig. 6 und 7 dargestellt ist, wäre wie folgt.

Im allgemeinen ist es bei einem Schwingkompressor der betrachteten Art erforderlich, mit irgendwelchen geeigneten Mitteln den Zylinderblock 13 am äußeren Eisenkern 3 starr zu befestigen, wie es in der Fig. Sk dargestellt ist. Aus diesem Grund ist bei einem herkömmlichen Schwingkompressor, der nicht von Ferritmagneten 2 Gebrauch macht, die Wandstärke des äußeren Eisenkerns 3 verstärkt ausgebildet, so daß die Gewindelöcher 41 an der Stirnfläche des äußeren Eisenkerns vorgesehen sein können. Der Zylinderblock 13 und der äußere Eisenkern 3 sind dann mit Schraubenbolzen 15 zu einer Einheit miteinander verschraubt. Das Saugrohr 17^f wird vom Boden zur Oberseite durch den Raum zwischen dem äußeren Eisenkern 3 und dem Gehäuse 19 geführt.

Wenn der ringförmige Magnetspalt 5.durch die Ferritmagneten 2 begrenzt ist, wie es bei der Erfindung der Fall ist, müßte man normalerweise den Außendurchmesser des Schwingkompressors bzw. den Außendurchmesser des Gehäuses vergrößern. Um einen Schwingkompressor mit Ferritmagneten zu erhalten, der den gleichen Außendurchmesser wie ein üblicher Schwingkompressor hat, ist es erforderlich, die Wandstärke des äußeren Eisenkerns 3 und den Raum zwischen dem äußeren Eisenkern 3 und dem Gehäuse 19 zu vermindern. Dabei tritt jedoch die Schwierigkeit der Befestigung des äußeren Eisenkerns 3 am Zylinderblock 13 auf. Ferner muß das Problem gelöst werden, daß das Saugrohr 17', das vom Boden zur Oberseite des Kompressors läuft, hinreichend genug Platz hat.

Die in den Fig. 7A bis 8B dargestellte Konstruktion löst die aufgezeigte Problematik.

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Bei der erfindungsgemäßen Konstruktion nach der Fig. 7 haben die Vorsprünge 42 einen minimalen Querschnitt, der gerade zur Aufnahme der Gewindelöcher 41 ausreicht. Dadurch ist es möglich, das Volumen der Magneten 2 angesichts der Bereitstellung der Nuten 43 nur um ein Minimum zu vermindern. Somit kann der innere Umfang der Ferritmagneten 2, die den ringförmigen Magnetspalt 5 begrenzen, in eine im wesentlichen kontinuierliche zylindrische Fläche ausgebildet werden, ohne daß dabei die magnetischen Eigenschaften der Ferritmagneten 2 verloren gehen.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 7 und 8 sind die Ferritmagneten 2 in drei bogenförmige Stücke mit einem Mittenwinkel von jeweils 120° unterteilt. Die Ferritmagneten 2 können allerdings auch eine einstückige zylindrische Gestalt haben. Dabei sind die Nuten 43 längs der Außenseite an Stellen vorgesehen, die den Vorsprüngen 42 entsprechen. Weiterhin liegen bei der Ausführungsform nach den Fig. 7 und 8 die einzelnen Stücke der Ferritmagneten 2 dicht aneinander an. Um den Zusammenbau zu erleichtern, können zwischen den einzelnen Magnetstücken schmale Spalten vorgesehen sein.

Nach der Erfindung wird ein Schwingkompressor geschaffen, bei dem durch Verwendung von bogenförmigen Ferritmagneten für die Dauermagneten die Herstellungskosten herabgesetzt werden, und die Außenabmessungen des Kompressors so gering wie möglich gehalten werden.

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Claims

Patentanwälte Reichelu-Reichel : ,: _ : 6Frankfuria.M.l - '- Parkstraße 13 SAWAFUJI ELECTRIC CO., LTD. Tokio, Japan Patentansprüche

1.Y Schwingkompressor, enthaltend einen tassenförmigen äußeren Eisenkern (3)> einen aus bogenförmigen Stücken gebildeten Permanentmagneten, dessen Mittenwinkel 360° umfaßt und der längs des Innenumfangs des äußeren Eisenkerns angeordnet ist, einen inneren Eisenkern (4) mit einem zylinderförmigen Magnetpol (4^f)> der in einem vorbestimmten Abstand dem Permanentmagneten gegenübersteht und zusammen mit dem äußeren Eisenkern einen magnetischen Pfad bildet, und eine elektromagnetische Spule (1), die in dem von dem Permanentmagneten und dem zylinderförmigen Magnetpol begrenzten ringförmigen Magnetspalt (5) durch ein mechanisches Schwingsystem unterstützt schwingungsfähig aufgehängt ist, wobei der elektromagnetischen Spule (1) zum Antrieb eines mit der elektromagnetischen Spule verbundenen Kolbens (9) ein Wechselstrom zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet ein Ferritmagnet (2) ist und daß der Ferritmagnet (2) derart ausgebildet ist, daß seine axiale Länge größer als die axiale Länge des vom inneren Eisenkern (4) gebildeten zylinderförmigen Magnetpols (4¹) ist, um in dem ringförmigen Magnetspalt (5) eine gleichförmige Magnetflußdichte sicherzustellen.

2. Schwingkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die elektromagnetische Spule (1) im nicht stromdurchflossenen Zustand eine solche Position einnimmt, daß die axiale Mitte der elektromagnetischen Spule (1) bezüglich der axialen Mitte des ringförmigen Magnetspalts (5) in der Kolbenkompressionsrichtung um ein Stück versetzt ist.

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3. Schwingkompressor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Eisenkern (3) mehrere VorSprünge (42) aufweist·, die an seinem Innenumfang vorgesehen sind, und daß in der Außenwand des Ferritmagneten (2) die Vorsprünge (41) aufnehmende Nuten (43) vorhanden sind, die bei einem mehrstückigen Ferritmagneten (2) an den Seitenrändern der Magnetstücke ausgebildet sind.

4. Schwingkompressor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den Vorsprüngen (42) des äußeren Eisenkerns (3) Gewindelöcher (41) vorgesehen sind, die Schraubenbolzen (15) zum festen Anbringen eines Zylinderblocks (13) an dem äußeren Eisenkern (3) aufnehmen.

5. Schwingkompressor nach einem der vorstehenden Ansprüche, d a d u r c .h gekennzeichnet, daß in der äußeren Umfangswand des äußeren Eisenkerns (3) eine in der Längsrichtung des äußeren Eisenkerns verlaufende (Wut 19.') vorgesehen ist, die zur Aufnahme eines Auslaßrohres (17¹) dient.

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