DE2814728C2 - Anlasser für eine Einspritzbrennkraftmaschine als Antriebsaggregat für einen Wärmepumpen-Kompressor - Google Patents
Anlasser für eine Einspritzbrennkraftmaschine als Antriebsaggregat für einen Wärmepumpen-KompressorInfo
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Description
20
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einspritzbrennkraftmaschine als Antriebsaggregat für einen in einer
Wärmepumpe verwendeten Kompressor, bei der der Anlasser mittels eines Schalters an das Stromnetz
anschließbar ist und als elektromagnetischer Antriebsmotor gestaltet ist.
Es ist bereits ein mit Antriebsmotor ausgerüstetes Antriebsaggregat für einen in einer Wärmepumpe
verwendeten Kompressor bekannt (DE-OS 26 33 775), wobei der Antriebsmotor und der Kompressor mit
einem wärmeisolierenden Gehäuse umgeben sind, während die lemperaturempfindlichen Nebenaggregate,
wie der Anlasser, außerhalb dieses Gehäuses untergebracht sind. Diese Anordnung bedingt somit
eine umständliche Durchführung der Verbindungselemente zwischen Anlasser und Antriebsaggregat durch
dieses Gehäuse hindurch, was einen verwickelten und nachteiligen Aufbau zur Folge hat.
Ferner ist es bekannt (GB 3 52 006), den elektrischen
Anlasser einer Brennkraftmaschine an das Stromnetz anzuschließen und das Anlasser-Zahn ritzel mittels eines
Elektromagneten zu verschieben und dabei in einen Zahnkranz am Umfang des Maschinen-Schwungrades
eingreifen zu lassen. Solche Anordnung erfordert jedoch einen sehr großen Einbauraum und ist bei
Aggregaten mit raumsparendem Aufbau kaum anwendbar.
Ferner ist bei einem als elektrische Antriebsmaschine verwendeten Drehstrommotor bekannt (CH 2 37 074),
den Rotor unmittelbar mit der Antriebswelle zu verbinden, wobei zur Einstellung des Luftspaltes
zwischen Rotor und Stator eine Stelleinrichtung vorgesehen ist, die außerhalb des Motorgehäuses
zentral zur Antriebswelle angebracht ist. Es ist jedoch bei diesem Aufbau sehr schwierig, die Antriebsmaschine
zwischen zwei koachsiale Einheiten unterzubringen, wie es bei einer Brennkraftmaschine und dem von ihr
angetriebenen Kompressor einer Wärmepumpe der Fall ist.
Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, unter Vermeidung der geschilderten Nachteile einen Anlasser
zu schaffen, der für eine Einspritzbrennkraftmaschine als Antriebsaggregat für einen Wärmepumpen-Kompressor
verwendbar ist. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Rotor des Anlassers auf
der Maschinen-Kurbelwelle befestigt ist, während die Spulenwicklungen seines Stators an das Stromnetz
angeschlossen s;nd.
Eine besonders raumsparende Unterbringung des Anlassers erreicht man, wenn er derart zwischen
Maschine und Kompressor angeordnet ist, daß sein Gehäuse einerseits an der Stirnseite der Maschine und
andererseits an einem seitlichen Flansch des Kompressors befestigt ist
In der nachstehenden Beschreibung sind Ausführungsbeispiele anhand einer Zeichnung erläutert Es
zeigt
F i g. 1 die Anlage in schematischer Darstellung mit zugeordnetem Anlasser im Längsschnitt, und
Fig.2 eine abgewandelte Einzelheit zu der Anlage
nach F ig. 1.
Mit 10 ist in F i g. 1 ein gemeinsamer Tragrahmen für das Aggregat bezeichnet auf dem unter Zwischenschaltung
einiger schwingungsdämpfender Elemente, z. B. Gummipuffer 12, das Gehäuse einer zweizylindrigen,
luftgekühlten Einspitzbrennkraftmaschine bekannter Art und Arbeitsweise befestigt ist Diese Maschine ist
deshalb nur mit Kurbelgehäuse 14, Zylinder 16 und Zylinderkopf 18 schematisch angedeutet. Die im
Kurbelgehäuse lagernde Kurbelwelle ist mit 20 angedeutet Der nicht dargestellte Brennstofftank,
beispielsweise der mit Heizöl gefüllte Großtank, ist an die Einspritzpumpe der Maschine angeschlossen. Die
gesamte Einspritzbrennkraftmaschine und ihre Auspuffanlage werden in vorteilhafter Weise mit einer
geräuschdämpfenden Verschalung umgeben, wodurch Geräuschpegel der Maschine sehr niedergehalten
werden kann. Eine solche Verschalung kann beispielsweise nach der in DE-OS 23 00 397 oder DE-OS
25 47 523 beschriebenen Art aufgebaut sein.
Der im Kreislauf der Wärmepumpe eingeschaltete zweizylindrige Kompressor ist ebenfalls von bekannter
Art und Arbeitsweise. Er ist deshalb nur schematisch dargestellt und sein Gehäuse mit 22 bezeichnet Unter
Zwischenschaltung von Gummipuffern 12 ist das Gehäuse 22 auch auf dem Tragrahmen 10 befestigt. Die
Antriebswelle des Kompressors ist mit 24 bezeichnet und treibt Kolben 26 an, deren jeder im Zylinder 28
geführt ist. Im Ventilgehäuse 30 sind die nicht dargestellten Steuerventile untergebracht, durch welche
das Kühlmittel aus einer an den Verdampfer der Wärmepumpe angeschlossenen Zuleitung 32 ansaugen
und nach der Kompression in eine zum Kondensator führenden Druckleitung 34 der Wärmepumpe fördern.
Zum Anlassen der Brennkraftmaschine ist ein elektromagnetischer Anlasser vorgesehen. Das aus zwei
miteinander verschraubten Hälften 36a, 366 bestehende Anlasser-Gehäuse ist zwischen der Brennkraftmaschine
und dem Kompressor angeordnet. Die Gehäusehälfte 36a sitzt fest an der Stirnwand des Kurbelgehäuses 14
und die Hälfte 366 an einem seitlichen Flansch des Kompressor-Gehäuses 22. Im Innern der Gehäusehälfte
36a ist der Stator 38 mit seinen drei Spulenwicklungen unter Zwischenschaltung einer Isolierung befestigt Die
Stromzuleitung zu den drei in Dreieckschaltung gekuppelten Spulen erfolgt aus dem Dreiphasen-Wechselstromnetz
40 von 380 V über eine Zuleitung 41 und einen von Hand schließbaren und nach dem Anlassen
und Freilassen sich wieder selbsttätig öffnenden Schalter 42, dessen Handsteller mit 43 angedeutet ist.
Die Marken 0 bzw. I zeigen die Ruhelage bzw. Startstellung des Stellers 43 an. Der am Umfang mit
einer Vielzahl von metallischen Ankerstücken 44a ausgerüstete Rotor 44 ist als Schwungrad für die
Brennkraftmaschine ausgebildet und mit seiner Nabe 44b am Ende der Kurbelwelle 20 befestigt.
Eine lösbare Kupplung, beispielsweise eine Fliehkraftkupplung 46 ist mit ihren Kupplungshälften
einerseits auf der Nabe 446 des Rotors 44 und andererseits auf dem in das Gehäuse 3όώ ragenden Ende
der Antriebswelle 24 befestigt Erst nach Erreichen einer definierten Drehzahl der Brennkraftmaschine
wird die Kupplung 46 geschlossen und das Antriebsmoment von der Brennkraftmaschine auf die Antriebswelle ι ο
des KoKipressors übertragen. Mittels eines Fliehkraftreglers bekannter Bauart der z. B. mit dem
Mengenregelglied der Einspritzpumpe zusammenarbeitet werden die Brennstoffeinspritzmenge und dadurch
auch die Drehzahl der Maschine auf gewünschter Höhe gehalten.
Das Stillsetzen der Brennkraftmaschine und somit auch der gesamten Wärmepumpe geschieht durch
einfaches Schließen der Brennstoffzufuhr zur Maschine, beispielsweise durch einen Absperrhahn in der Zuleitung
vom Tank zur Maschine oder durch Rückstellen des erwähnten Mengenregelgliedes auf Null-Förderung
der Einspritzpumpe.
Eine wesentliche Erhöhung des Bedienungskomforts erreicht man jedoch, wenn anstelle der vorstehend
erläuterten Handbedienung des Start-Schalters 42 zum In- und Außer-Betriebsetzen der ganzen Anlage eine
Automatik nachstehender Bauart verwendet wird:
Gemäß Fig.2 ist dem Start-Schalter 42 in der
Stromzuleitung 41 ein Betriebsschalter 50 vorgeschaltet, der mittels eines Handstellers 52 und der zugeordneten
Markierung 0 und 1 betätigbar ist Wenn die Inbetriebnahme der Wärmepumpe über eine längere
Periode gewünscht wird, dann ist vom Bedienenden der Steller 52 aus der Ruhelage 0 auf Betriebsstellung I zu
verstellen und dadurch der Schalter zu schließen. Er bleibt dann so lange in Schließstellung, bis er nach
Tagen oder Wochen zwecks einer ständigen Stillegung der Wärmepumpe wieder geöffnet wird.
Das Stellglied 43' des Start-Schalters 42 ist an ein elektromagnetisches Relais 54 gekuppelt, das mittels
eines Thermostaten 56 an eine Stromquelle, beispielsweise auch den Netzstrom anschließbar ist. Das
wärmeempfindliche Regelglied des Thermostaten 56 wird vom Heizwasser der Hausbeheizung beaufschlagt
und dann in Tätigkeit treten, wenn die Temperatur im Heizwasser einen Minima' ι ♦ unterschreitet. Dann
wird das Relais 54 et ;gt ui, . ■-. hließt den Schalter 42.
Der Anlasser 38, 44 tritt in Tätigkeit und die Brennkraftmaschine sowie der Kompressor werden
daraufhin automatisch in Betrieb gesetzt.
Es ist weiterhin vorteilhaft, in der beispielsweise transistorisierten Schaltung des Relais 54 ein elektronisch
gesteuertes Zeitglied (z. B. ein ÄC-Glied) einzuschalten,
welches nach einer definierten, zum Anlaßvorgang erforderlichen Zeitspanne das Relais 54 —
unabhängig vom Thermostaten 56 — enterregt, so daß der Schalter 42 wieder geöffnet wird.
Auch ein vorübergehendes Stillsetzen der Wärmepumpe kann automatisch erfolgen. Hierzu ist es
beispielsweise nur erforderlich, das vorstehend erwähnte Mengenregelglied der Einspritzpumpe mit einem
weiteren Relais und einem demselben zugeordneten weiteren Thermostaten in derartige Funktionsverbindung
zu bringen, daß beim Oberschreiten eines definierten Maximalwertes der Temperatur des Heizwassers
der Thermostat in Tätigkeit tritt und das
weitere Relais erregt wird, welches wiederum das
Mengenregelglied (entgegen der Wirkung des Fliehkraftreglers) auf Null-Fördermenge zurückstellt
Das beschriebene Aggregat erfordert eine minimale Wartung, nämlich nur eine Überwachung des Brennstoffstandes
für die Einspritzbrennkrafimaschine. Das Inbetriebnehmen bzw. Anlassen der Anlage erfolgt in
einfacher Weise, gegebenenfalls durch Automatik über Schließung des Start-Schalters 42. Das Stillsetzen dieser
Anlage erfolgt ebenfalls automatisch durch Schließen der Brennstoff-Zufuhr. Die Bedienung der Anlage ist
sob at — auch bei einem wiederholten Ein- und Ausschaltvorgang — gerade für eine fachlich ungeschulte
Bedienungsperson, wie Hausfrau, sehr einfach und problemlos ausführbar, weil bei der vorgesehenen
Automatik nur ein Betriebsschalter (50) für längere Arbeitsperiode der Anlage zu schließen ist, während der
weitere Funktionsgang — wie bei einer herkömmlichen automatischen Heizölanlage für die Hausbeheizung —
selbsttätig abläuft
Es ist somit bei der beschriebenen Anlage nicht erforderlich, eine Batterie zum Anlassen vorzusehen
und ihren Betriebszustand (Ladung, Säuregrad) ständig 7.U überwachen. Auch die übliche Lichtmaschine für die
Brennkraftmaschine entfällt Der als Elektromotor aufgebaute Anlasser hat außerdem gegenüber den
bekannten Anlassern mit Antriebsritzel und Zahnkranz (z. B. am Schwungrad) den Vorteil, daß seine Aufbauelemente
auch nach einer sehr langen Betriebsdauer kaum Verschleißerscheinungen aufweisen.
Es ist auch möglich, die Stromzuleitung zum Anlasser statt mit Hilfe eines mechanischen Schalters (42) in
gleicher Weise durch einen elektronischen Schalter (z. B. mit Schalt-Transistoren) zu steuern.
Es sei noch erwähnt, daß die Spulenwicklung im Stator 38 des Anlassers auch in sogenannter Sternschaltung
miteinander gekuppelt werden können, so daß man bei sonst gleicher Ausgestaltung des Anlassers mit nur
zwei Phasen von 220 V aus dem Stromnetz 40, 41 (anstelle sogenannter Dreieckschaltung für 380 V nach
Fig. 1) arbeitet. Dies ist dann vorteilhaft, wenn das Stromnetz infolge anderweitiger örtlicher Auslastung
überbeansprucht und somit schwach ist, oder aber der Anlasser nur geringere Arbeitsleistung zum Anlassen
aufbringen muß.
Schließlich soll noch bemerkt werden, daß es auch noch vorteilhaft ist, die Brennkraftmaschine mit einer
automatischen Dekompressionsvorrichtung bekannter Art (z.B. nach DE-PS 1165 341) auszurüsten. Diese
Vorrichtung könnte mittels des vorstehend erwähnten weiteren Relais bei der Null-Rückstellung des Mengenregelgliedes
in Bereitschaftstellung gebracht werden, um dann beim nachfolgenden Anlaßvorgang das
Anlassen zu erleichtern. Die Dekompressionsvorrichtung schaltet sich in bekannter Art und Weise nach
einigen Maschinenumdrehungen automatisch wieder ab. Man kann in solchen Fällen mit Anlassern von
geringerer Leistung und/oder kleinerer Bauform auskommen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Anlasser für eine Einspritzbrennkraftmaschine als Antriebsaggregat für einen in einer Wärmepumpe
verwendeten Kompressor, bei der der Anlasser mittels eines Schalters an das Stromnetz anschließbar ist und als elektromagnetischer Antriebsmotor
gestaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß dessen Rotor (44) auf der Maschinen-Kurbelwelle
(20) befestigt ist, während die Spulenwicklungen seines Stators (38) an das Stromnetz angeschlossen
sind.
2. Anlasser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß er derart zwischen Maschine und Kompressor angeordnet ist, daß sein Gehäuse (36a,
366^ einerseits an der Stirnseite der Maschine (14,16,
18) und andererseits an einem seitlichen Flansch des Kompressors (22) befestigt ist
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