DE1463076A1 - Motorverdichter,insbesondere fuer Kleinkaeltemaschinen - Google Patents

Description

• Motorverdichter, insbesondere für Kleinkältemaschinen Die Erfindung betrifft einen Motorverdichter, insbesondere für Kleinkältemaschinen, mit einem Elektroantriebsmotor mit Hilfsphase.Ein typisches Beispiel hierfür sind die federnd in einer Kapsel aufgehängten Motorverdichter für Haushalts-Kühlschränke.
• Bei derartigen Motorverdichtern kann die Anlaufbelastung die unterschiedlichsten Werte haben.. Sie hängt davon ab, welcher Gegendruck sich im Verdichterzylinder aufgebaut hat, welche Stellung der. Kolben hat, ob der Anlauf mit einem Saughub oder einem Druckhub beginnt usw.. Die unterschiedlichen Drehmomente, die zum Ingangsetzen des Verdichters erforderlich sind, erzeugen unterschiedliche' Reaktons=Drelm'omentIe am 8tator. _Hieraus__re._uItieren _sehr unterschiedliche Beanspruchungen des Statoryt# epudere wenndieser: elastisch. gelagert, z. B. federnd in seiner Kapsel aufgehängt ist. Normalerweise muB man für ein erhebliches Spiel zwischen Stator und Kapselwand sorgen, damit der Stator auch noch im ungünstigsten Fall seine Reaktions-Bewegung durchführen kann.
• glektromotore haben häufig ein relativ kleines Anlaufdrehmoment. Dies gilt insbesondere für Einphasenmotore mit Hilfsphase. Es ist bekannt, daß man einem solchen Motor ein etwas größeres Anlaufdrehmoment geben kann, wenn man statt einer Widerstands-Hilfsphase eine teuere Kondensator-Hilfsphase benutzt.: Es ist ein Kreiselbrecher bekannt, der zur Erleichterung des Hochfahrens unter.erschwerten Bedingungen über- st-eue.rbare Turbokupplung angetrieben wird. Eine solche.Turbokupplang kostet in der Regel ein Vielfaches dessen, was die hier betrachteten Motorverdichter insgesamt kosten dürfen. Bei einem bekannten.: :.Kurzs@chlußläufermotor ist eine mit Spiel versehene, elastische Kupplung vorgesehen, um den Motor erst dann mit der Last zu kuppeln, wenn dieser ein genügendes Moment entwickelt. Das Spiel ist so klein, daß.es mit herkömmlichen elastischen Kupplungen überbrückt werden kann. Um das Spiel so klein halten zu können, eignet sich der Vorschlag nur für Motoren mit Vorgelege, die die Motordrehzahl von beispielsweise 15oo auf 6o Umdrehungen pro Minute herabsetzen: Ein bekannter Kaffeemühlenantrieb erreicht einen Schlageffekt dadurch, daß ein Anschlag des Rotors auf einen: Anschlag der Mahlwerkwelle auftrifft. Eine auf die Welle gewickelte Feder dient zum Rückholen der Welle, damit das Mahlwerk mit einem Ruck rückwärts gedreht und mit _. dem Mahlgut außer Eingriff gebracht wird.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Motorverdichter,-zu schaffen, der:einerseits auch bei kleinem eigenem Anlaufmoment noch einen maximal belasteten Verdichter anzutreiben. vermag, wobei aber andererseits ein möglichst sanfter Anlauf des Verdichters gewährleistet ist: Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Rotor die Antriebswelle über eine auf der Antriebswelle aufwickelbare Feder mitnimmt, die einen Totgang von mindestens 3oo elektrischen Graden zwischen Rotor und Antriebewelle ermöglicht.
• Auf diese Weise kann auf einen Kondensator in der Hilfephase verzichtet werden; die damit eingesparten Kosten sind höher als die beanspruchte Federkupplung. Außerdem wird der Startetrom des Motors um etwa 25% reduziert; dies ist von großer Bedeutung, weil z. B. bei einer gekapselten Kleinkältemaschine der Startstrom in der Größenordnung von 1o A liegt. Ferner wird bei jeder Belastung ein sanfter Anlauf erzielt, so daß der Stator nur minimale Reaktions-Drehmomente aufzunehmen hat, weil die .Feder nicht nur,.wenn sie ganz eng um die Antriebswelle aufgewickAlt:.ist, diese mitzunehmen vermag, sondern ein kleineres Drehmoment.äuoh..:über einen loser gespannten Wickel zu übertragen vermag. Nicht zuletzt-gleicht eine solche Peder eine pulsierende Belastung aus, durch welche bekanntlich der Wirkungsgrad des Motors herabgesetzt wird. Weiterhin dient die-:Feder als Rückholvorriehtung, die den. Rotor im Stillstand auf eine vorgegebene Ausgangslage mit Bezug.auf die Antriebswelle des Verdichters zurückführt. Insbesondere kann der Totgang so bemessen sein, daß der Motor nach Durchlaufen des Totganges die Kippmoment-,-Drehzahl erreicht hat. Dies kann bei einem zweipoligen Motor beispielsweise bei 450 Winkelgraden der Fall sein.. Interessanterweise hat sich gezeigt, daß die Größe des Kippmoments .und die Kippmoment-Drehzahl weitgehend unabhängig davon-sind, Qb.der Motor eine billigere oder eine teuerere gönäensator--Hilfsphase besitzt. Man kann daher in allen Fällen, auch bei den schwer anlaufenden Verdichtern, den billigeren Motortyp verwenden.
• Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher< erläutert. Es zeigen: Fig. 1 in schematischer Darstellung den Aufbau des erfindungsgemäßen Motorverdichters, Fig. 2 einen Schnitt durch die mit.Totgang versehene Kupplung, und Fig. 3 in einem Diagramm das Drehmoment und den zugehörigen Drehwinkel eines zweipoligen Motors über der Drehzahl.
• Bei der schematischen Darstellung der Fig. 1 entspricht der Stator 1, der Rotor 2, die Kurbelantriebswelle 3, der Kolben 4 und der Zylinder 5 der bei Motorverdichtern üblichen Bauform. Die Welle 3 ist jedoch nicht direkt mit dem Ratör2verbunden, sondern- über eine Kupplung 6, die - wie es im Zusammenhang mit Fig,,,2.genauer erläutert wird.- einen Totgang besitzt. Aus diesem Grunde ist der Rotor 2 -mittels _ ; einer eigenen Welle 7 gelagert.
• Die Totgang-Kupplung 6 ist.gemäB Fig. 2 mit zwei Kupplungsgliedern versehen, von denen das Kupplungsglied 8 fest mit dem Rotor 2 und das Kupplungsglied 9 fest-mit der @tntriebswelle 3 verbunden ist. Jedes Kupplungsglied besitz,t-einen Zahnt o bzw. 119 die in der gleichen UmlaÜfbahn lleksn. Bei der eingezeichneten Pfeilrichtung nimmt der Zahn lo.am _ Rotor mit seiner Kante loa, den Zahn 11 mit. Bei stillstehehi dem Motor. dagegen liegt der Zahn .11, wie es gestrichelt gezeichnet ist, an der Kante lob des Zahnes 10 an. Eine nicht veranschaulichte Feder nimmt die Antriebswelle erst nach dem Aufwickeln mit und sorgt dafür, daß im Stillstand die gestrichelt gezeichnete Relativlage zwischen Rotor und Welle eingenommen wird.
• Wenn nun beim Start des Motorverdichters der Rotor 2 hochläuft, nimmt er über einen Totgang von 3oo elektrischen Graden, die bei dem hier veranschaulichten zweipoligen Motor 3oo Winkelgraden entsprechen, den Zahn 11 und damit die beweglichen Teile des Verdichters noch nicht mit. Er ist daher nur durch die Lagerreibung belastet. Nach 3oo0 besitzt aber der Rotor bereits ein so großes Drehmoment, daß er ohne Schwierigkeiten auch einen stärker belasteten Verdichter mitnehmen kann.
• Diese Verhältnisse sind in dem Diagramm der Fig. 3 veranschaulicht. Dort ist auf der Abszisse die Drehzahl n und auf der Ordinate das Drehmoment M sowie der Drehwinkelot. beim Hochlaufen aufgetragen. Die Kurve MA entspricht einem zweipoligen Einphasenmotor mit Kondensator-Hilfsphase, die Kurve % entspricht einem im übrigen gleichen Motor mit Widerstands-Hilfsphase, die Kurve d entspricht dem Drehwinkel beim Hochlaufen für beide Maschinen. Diese Kurven sind typisch für Einphasen-Motoren mit Hilfsphase. Man erkennt aus ihnen, daß unabhängig von der Art der Hilfsphase bei einer Drehzahl von etwa 22oo-240o U/min das Kippmoment ernächt wird. Bei steigender Drehzahl wird der Anlaßschalter geöffnet, wobei das Moment etwas abfällt. Man erkennt ferner, daB der Rotor nach einer Umdrehung (3600) bereits eine Drehzahl von 2ooo U/min erreicht hat und daH bei einem DrehwinkeloLvon 4500 das Kippmoment überschritten ist. Aber auch bei einem Drehwinkel von 3000 sind bereits 8o g( oder mehr des Kippmoments erreicht. Dieser Wert liegt damit in einer Größenordnung, die dem maximalen Drehmoment bei abgeschalteter Anlaßwicklung entspricht und muß daher auf jeden Fall zum Überwinden des Gegendrucks im Drucksystem ausreichen.

Claims (2)

1. Patentansprüche 1. Motorverdichter, insbesondere für Kleinkältemasehinen, mit einem Elektroantriebsmotor mit Hilfsphase, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor die Antriebswelle über eine auf der Antriebswelle aufwickelbare Feder mitnimmt, die einen Totgang von mindestens 300 elektrischen Graden zwischen Rotor und Antriebswelle ermöglicht.
2. 2. Motorverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Totgang so bemessen ist, daß der Motor nach Durchlaufen des Totganges die Kippmöments-Drehzahl erreicht hat.