DE2938255A1

DE2938255A1 - Gekapselter motorkompressor fuer insbesondere kaelteerzeuger

Info

Publication number: DE2938255A1
Application number: DE19792938255
Authority: DE
Inventors: Antrag Auf Nichtnennung
Original assignee: SIEGAS METALLWARENFABRIK WILHELM LOH GmbH and Co KG
Current assignee: SIEGAS METALLWARENFABRIK WILHELM LOH GmbH and Co KG
Priority date: 1979-08-17
Filing date: 1979-09-21
Publication date: 1981-04-09
Also published as: FR2465904A1; DE2933437A1; DE2938255C2; GB2067023A

Description

SIEGAS METALLWARENFABRIK WILHELM LOH GMBH & CO. KG

D-5900 Siegen 1

Gekapselter Motorkompressor für insbesondere

Kälteerzeuger

Die Erfindung betrifft einen gekapselten Motorkompressor für insbesondere Kälteerzeuger geringer Abmessungen, bestehend aus einem teilweise mit einer Schmierflüssigkeit gefüllten druckdichten Kapselgehäuse, in dem der Motorkompressor als vormontierte Baugruppe nachgiebig abgestützt angeordnet ist, aus einem Kompressorgehäuse mit einem oder mehreren Zylindern und zwei Schalldämpferkammern, die über den Zylinderkopf, und eine aus Platten gebildete Ventilgruppe miteinander verbunden sind, und aus einem Elektromotor, dessen Abtriebswelle über .einen Pleueltrieb mit dem Kompressorkolben in Antriebsverbindung steht.

Gekapselte Motorkompressoren für Kälteerzeuger, 7. B. für Haushalts-Kühlschränke, Gefrierschränke- und Truhen, Klimageräte etc., sind in einer Vielzahl unterschiedlicher Ausführungen bekannt. Sie dienen zur Verdichtung des in das Kapselgehäuse eingeführten gasförmigen Kältemittels. Der Kompressor bildet zusammen mit dem Elektromotor eine vormontierte Baugruppe, die federnd im gas- und druckdichten Kapselgehäuse aufgehängt oder abgestützt ist. Es werden nor-

130015/0192

ORIGINAL INSPECTED

- 7 - - '-■■■■

malerweise übliche Elektromotoren mit einem hohlzylindrischen Stator und einem Zylinderläufer eingesetzt, wobei die Läuferwelle meist um 90° versetzt zum Kompressorkolben angeordnet ist und diesen über einen Pleueltrieb antreibt. Zur Verminderung der Botriebsgeräusche der. Komprer-sorG sind entweder gesonderte oder in das Zylindergehäuse integrierte Schalldämpferkammern vorgesehen, die über Strömungskanäle mit der Ansaug- bzw. Ausstoß-Ventilgruppe im Zylinderkopf verbunden sind. Aufgrund der Verwendung zylindrischer Elektromotoren und deren räumlichen Zuordnung zum Kompressor haben derartige Motorkompressoren relativ große Breitenabmessungen, welche in größeren Kälteerzeugern, wie z. B. Haushalts-Kühlschränken und -Gefriertruhen, in Kauf genommen werden können. Falls die Kälteerzeuger jedoch kleinere Abmessungen aufweisen, wie sie z. B. bei Verwendung in Campingwagen, Wohnmobilen, als transportable Aggregate od. dgl. gefordert werden, ergeben sich erhebliche Anordnungs-ßchwierigkeiten, welche insbesondere auf die relativ große Breite des Aggregates zurückzuführen sind. Da bei den vorstehend genannten Anwendungsfällen häufig nur die im Fahrzeug selbst oder durch ein besonderes Aggregat erzeugte elektrische Energie zur Verfügung steht, spielt die Energie- und Leistungsaufnahme derartiger Kälteerzeuger mit ihrem gekapselten Motorkompres'sor eine wesentlich bedeutsamere Rolle, als diesz. B. bei normalen netzbetriebenen Haushalts-Kühlschränken od. dgl. der Fall ist. Aus diesem Grunde ist es wichtig, daß beim Anlaufen des Kolbenkompressors ein ausreichend hohes Drehmoment zur Verfügung steht, da auf den Kolbenboden in der Regel ein vergleichsweise hoher Druck wirkt und der Elektromotor damit unter Last anlaufen muß. Um jedoch den Leistungsverbrauch in Grenzen zu halten, ist es ferner erforderlich, daß die Energieaufnahme des Elektromotors an die jeweiligen Betriebslasten des Kälteerzeugers angepaßt wird.

130015/0192

Aufgabe der Erfindung i:st es, einen gekapselten Motorkompressor der eingangs genannten Gattung zu schaffen, der die oben genannten Forderungen erfüllt, d. h. dessen BreitenabinesDungen gering sind, dessen Elektromotor beim Anlaufen ein hohes Drehmoment entwickelt und dessen Energieaufnahme an den Betrieb des Kälteerzeugers angepaßt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgende Merkmale gelöst:

a) der Elektromotor ist ein Gleichstrommotor und weist einen scheibenförmigen Läufer mit n-poligen Permanentmagneten mit Rückschlußscheiben sowie einen scheibenförmigen Ständer mit in einem Luftspalt angeordneten Spulen auf,

b) der scheibenförmige Ständer ist unter Einhaltung eines genau eingestellten Abstandes zwischen den magnetischen Hückschlußscheiben angeordnet und trägt mehrere in einer Ebene liegende elektronisch kommutierte Antriebsspulen;

c) eine Brückenschaltung erzeuqt den für die Leistung des Motors erforderlichen Stromfluß und wird von einem Wechselstromgenerator angesteuert, v/elcher von mindestens einem magnetfeldabhängigen Winkelindikator drehsinnunter stützend komrriut.j ert wird.

130015/0192

ORIGINAL INSPECTED

Einer der wesentlichen Vorzüge des erfindungsgemäßen Motorkompressors liegt in seiner gegenüber bekannten Geräten um ein Mehrfaches verringerten Außenabmessungen, was letztlich auf die spezifische Ausbildung des .Elektromotors und auf seine räumliche Zuordnung zum Kolbenkompressor zurückzuführen ist. Durch Verwendung eines elektronisch kommubierfcen Gleichstrommotors in Verbindung mit den an einer Seite der Läuferscheibe angeordneten Permanentmagneten werden jedoch nicht nur die angestrebten geringen Außenabraessungen des Aggregates erreicht, sondern es kann von dem diesem Motortyp charakteristischen günstigen Anlaufverhalten Gebrauch gemacht werden, d. h. es steht ein hohes Anlaufmoment zur Verfügung. Die scheibenförmige Ausbildung von Läufer und Stator ermöglicht ferner eine außerordentlich genaue Einstellung und Einhaltung des Luftspaltes, was sich wiederum günstig auf den Motor-Wirkungsgrad auswirkt. Durch Vorsehen von relativ schweren Permanentmagneten am Scheibenläufer in Verbindung mit den beiden Rückschlußplatten kann d_er Läufer eine vergleichsweise große Masse haben J₅O daß er gleichzeitig als Schwungrad wirkt und damit ej-ne eroße Gleichförmigkeit des Drehmoments gewährleistet ist .Yeine gekröpfte Ausbildung der Pleuelstange in Verbindung mit eimrnur einseitigen Lagerung des Läufers ist eine weitere Verrinaerunq der Ab-

,möglich,
messungen des Gesamtaggregates ν weil der Scheibenläufer in dem durch die Kröpfung erhaltenen Kaum zumindest teilweise aufgenommen ist, so daß der Schwerpunkt des Motors in oder nahe an der Zylinderlängsachse liegt.

Die für den gewählten Gleichstrommotor konzipierte elek-

oder mehrere

tronische Anlaufsteuereinrichtung umfaßt einen /Winkelindikatoren, die die jeweilige Stillstandsstellung des mit dem Permanentmagneten besetzten Läufers erfaßt und durch dessen die Drehrichtung in Abhängigkeit von der Polarität bestimmenden Signale über eine Brückenschaltung die Antriebsspulen

130015/0192

ORIGINAL INSPECTED

des Stators angesteuert werden.

Zum Anlaufen des Gleichstrommotors wird die Position des n-poligen Läufer-Permanentmagneten gegenüber der Lage der Statorspulen durch den Winkelindikator, z. B. einen Hallgenerator, erfaßt. Über Spannungskomparatoren gelangen entsprechende Signalimpulse mit der jeweiligen Polarität über Ausgänge zu einer elektronischen Vergleichsschaltung bzw. zu einem Generator. Der Generator erzeugt mittels der Zeitkonstante R + C eine Frequenz, die der gewünschten Solldrehzahl entspricht. Die Ausgänge sperren Jeweils die an den Ausgängen des Generators liegenden Ausgangsirapulse. Diese steuern die aus stromverstärkenden Bauelementen bestehenden Leistungsstufen, die in einer Brückenschaltung die Antriebsspulen erregen. Da diese Antriebsspulen im Magnetfluß liegen, erfolgt eine Drehbewegung des Rotors um ein Polpaar. Danach befindet sich der Permanentmagnet gegenüber dem Winkelindikator in einer entgegengesetzten Polarität, so daß sich der beschriebene Vorgang in elektrisch urn 180° verschobener Phase wiederholt. Diese Folge setzt sich kontinuierlich bis zu der Frequenz fort, die der Kombination aus R + C entspricht.

Wenn der Winkelindikator zufällig in einer neutralen Zone zwischen Nord- und Südpol der Rotormagnete steht, erfolgt keine Positionserfassung. In diesem Fall erregt der Ausgang der Vergleichsschaltung die Anlaufspule, weil an den Ausgängen der Spannungskomparatoren keine Polarität ansteht. Der Stromfluß in der Anlaufspule führt zu einer Verdrehung des Rotormagneten gegenüber dem Winkelindikator, so daß dieser seine Steuerfunktion übernehmen kann. Nach dem Anlaufen wird die Vergleichsschaltung außer Betrieb gesetzt und die Anlaufspule übernimmt die Funktion eines Tachogenerators. Die erzeugte Spannung U2 ist eine Gleichstromraeßgröße für die Dreh-

130015/0192

zahl und dient nun als Korrekturstellgröße für eine die Rotordrehzahl regelnde Komperatorstufe, die im korrigierenden Sinne über einen Dreieckgenerator die Ansteuerzeit für die Leistungsstufe der Antriebsspulen I bis Vi regelt.

Sollten die Betriebsspannungen nicht konstant bleiben, z. B. bei Verwendung von Autobatterien in unterschiedlichem Ladezustand, vergleicht ein Komparator die Betriebsspannung mit einer internen Referenzspannung. Sinkt die Betriebsspannung unter einen vorbestimmten Wert, so wird der Generator abgeschaltet. Dieser schaltet erst dann wieder ein, wenn die Betriebsspannung einen vorgewählten Wert überschreitet. Das Verhältnis zwischen Aus- und Einschaltvorgang ist die Schalt-•hysteresis.

Aufgrund der vergleichsweise hohen auftretenden Kräfte und Drehmomente im Elektromotor ist es notwendig, die Gtatorwicklungen fest im Statorgehäuse zu verankern. Dies geschieht auf besonders einfache Weise erfindungsgemäß durch die Verwendung eines als Preß- oder Spritzteil ausgeführten Spulenträgers, in dem die flachen Wicklungen der Antriebsspulen ebenso v/ie der in gleicher Ebene angeordneten Anlaufspule durch Ummanteln mit einem geeigneten Kunststoffmaterial fixiert sind. Der Herstellungsvorgang eines Stators gestaltet sich besonders einfach, wenn das Ausfüllen des Trägers und das Ummanteln der Spulen gleichzeitig in einem einzigen Arbeitsgang erfolgt.

Um eine ausreichende Kühlung der Bauteile der elektronischen Regel- bzw. Steuereinrichtung ohne wesentliche Verbreiterung des Aggregates sicherzustellen, sind gemäß einer zweckmäßigen Weiterbildung der Erfindung die Bauteile der elektronischen Kommutation innerhalb des gekühlten Kapselgehäuses an der Rückwand der gemeinsamen Tragplatte des Elektromotors und des

130015/0192

Kompressors angeordnet. Auf diese Weise werden die einzelnen Bauteile vom im Kapselgehäuse enthaltenen Kühlmittel umströmt. Die Anordnung der elektronischen Bauteile innerhalb des Kapselgehäuses hat den weiteren Vorzug, daß lediglich zwei elektrische Anschlüsse im Gehäuse vorzusehen sind.

Bei Kompressoren kleiner Abmessungen spielt der sog. schädliche Raum zwischen dem Kolbenboden in OT-Stellung und der zugeordneten Zylinderstirnfläche eine· das Leistungsverhalten des Kompressors wesentlich beeinflussende Rolle. Zur Verkleinerung dieses schädlichen Raumes wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, das Federplättchen des Ansaugventils kreisrund und mit einem dem Zylinderdurchmesser entsprechenden Durchmesser auszuführen. Auf diese Weise füllt es während der Verdichtung die gesamte Fläche im Zylinderkopf aus und wirkt quasi als durchgehende Begrenzungsfläche des Zylinder— raumes. Besonders zweckmäßig ist es, dieses Federplättchen mittels einer Hohlniet an der Ventilsitzplatte zu befestigen, da dann der Innenraum des Hohlnietes gleichzeitig als Abströmöffnung dienen kann. Eine weitere Verkleinerung des schädlichen Raumes kann dabei erreicht werden, wenn im Kolbenboden eine entsprechende Ausnehmung für den Kopf des Hohlnietes vorgesehen wird.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch den Motorkompressor ohne Kapselgehäuse;

Fig. 2 einen gegenüber der Fig. 1 um 90° versetzten Längsschnitt des Motorkompressors - ohne Kapselgehäuse;

130015/0192

Fig. 3 ein Blockschaltbild der elektronischen Steuerung des Elektromotors.

Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Motorkompressor besteht aus dem Kompressor 1, dem Elektromotor 2, einer gemeinsamen Tragplatte 3 für den Kompressor 1 und den Elektromotor 2 und aus der an der Außenseite der Tragplatte 3 im Kühlstrom angeordneten elektronischen Steuerung 4.

Der Kompressor 1 weist in einem Zylindergehäuse 5 aus z. B. Spritzguß einen Zylinder 6 mit einer eingeschobenen Zylinderbuchse 7 und einem in dieser gleitend geführten abgedichteten Kolben 8 auf. Der Zylinder 6 ist stirnseitig durch eine Ventilplattenanordnung 9 und einen Zylinderkopf 10 abgedeckt, in dem saug- und druckseitige Strömungskanäle 11, 12 eingearbeitet sind. Seitlich neben dem Zylinder 6 befinden sich im Zylindergehäuse 5 je ein Ansaug- und ein Druckraum 13 bzw. 14, die gleichachsig zum Zylinder ausgerichtet sind und damit durch einfaches Bearbeiten/aer Zylinderstirnseite aus ohne Umspannen des Werkzeugstückes hergestellt werden können und als Schalldämpfer wirken.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist zur Erleichterung der Montage im Zylindergehäuse 5 ein Ausschnitt 5a vorgesehen, dessen Breite geringfügig größer als der Durchmesser des Kolbens 8 ist, so daß der am Elektromotor 2 vormontierte Kolben 8 seitlich in das Zylindergehäuse 5 eingeführt werden kann.

Die an dor in Fig. 2 rechten ebenen Stirnfläche dor Ventil- ■ sitzplatte 14 mittels des Hohlnietes 16 befestigte Ansaugventilplatte 15 ist kreisscheibenförmig, wobei ihr Durchmesser nur gerade sowiel kleiner als der Zylinderdurchmesser ist, daß sie die Ventilbewegungen ausführen kann. Durch diese Ausbildung der Ansaugventilplatte 15 wird der für die Kom-

130015/0192

ORIGINAL INSPECTED

pressorleistung schädliche tote Raum im OT-Bereich wirksam verringert. Zu diesem Zweck ist ferner in der Bodenwand des Kolbens eine Ausdrehung 20 eingearbeitet, deren Tiefe dem vorstehenden Nietkopf 21 des Hohlnietes 16 entspricht.

An einem Querbolzen 22 im Kolben 6 ist über ein Lager 23 die Pleuelstange 24 aus z. B. Alu-Guß gelagert, welche in ihrem mittleren Bereich 25 abgekröpft ausgebildet ist und mit ihrem freien Ende über ein Lager 26 an einem exzentrisch zur Läuferdrehachse 27 an der Außenseite des Läufers 28 befestigten Zapfen 29 gelagert ist. Zur Versteifung kann die gekröpfte Pleuelstange 24, 25 einen entsprechend profilierten Querschnitt aufweisen. Es ist auch möglich, den Zapfen 29 am Ende der Pleuelstange festzulegen und das Lager 26 im Läufer 28 exzentrisch anzuordnen.

Der Elektromotor 2 ist ein Gleichstrommotor, dessen Läufer 28 eine zentrale Profilscheibe 28a enthält. Ein mittig in der Profilscheibe 28a zentrierter Lagerzapfen 30 ist über ein Lager 31 in einem hohlzylindrisch geformten Teil 32 der Tragplatte 3 gelagert, wobei der Lagerzapfen 30 nur an der inneren Stirnfläche der Profilscheibe 28a vorsteht. An der Profilscheibe 28a ist ein mit N Polen.lateral magnetisierter Permanentmagnet 35 starr befestigt. Dieser Magnet ist ferner an einer äußeren Rückschluß-Ringscheibe 36 befestigt, die zusammen mit einer weiteren inneren Rückschluß-Ringscheibe 37 zur Schließung des magnetischen Flusses dient. Diese innere Rückschlußscheibe 37 ist an einom Ringansatz der Profilscheibe 28a bo.f'estip;!;, dessen Innenflächen 39 konisch ausgebildet sind und zusammen mit Konusflächen 40 einen kegelstumpfförmigen Ringkanal 41 begrenzen. Diese Konusflächen 39, 40 bewirken durch Schleuderradwirkung eine intensive Strömung des Schmier- und Kühlmittels im Ringkanal 41 und wirken somit als Schmiermittelpumpe. Eine Ab-

130015/0192

ORIGINAL INSPECTED

deckkappe 45 umgibt das freie Ende des Zapfens JO. Ein in dieser Kappe 45 befestigter Schlauch 46 führt in den ölsumpf. Durch die Schleuderwirkung des konischen Ringkanals 41 entsteht in dem von der Kappe 45 abgedeckten Raum eine Saugwirkung durch das Lager 31 hindurch, welche zu einem Schmiermittelfluß aus dem ülsumpf durch den Schlauch 46 zum Lager 31 führt.

An der Tragplatte 3 ist der scheibenförmige Stator 42 befestigt, der die in Fig. 2 in Draufsicht schematisch dargestellten Antriebsspulen I bis VI in gegenseitiger gleichmäßiger Winkelversetzung· sowie eine elektrisch phasenverschobene Anlaufspule VIII trägt," welche bei der dargestellten Ausführung in der Mittelachse des Motorkompressors liegt. Die Antriebs- ebenso wie die Anlaufspule sind in einem aus Kunststoff gebildeten Träger 43 flach angeordnet und durch Ummanteln mit diesem Kunststoff lagefixiert. Zur Versteifung weist der Kunststoff-Träger 43 mehrere Rippen 44 auf. Durch die Einbettung der Spulen in das Kunststoffmaterial des Trägers 43 und die Anordnung dieses Trägerteils zwischen den Magneten 35 einerseits sowie zwischen der Rückschlußscheibe 37 des Läufers 28 ergeben sich sehr genau einzustellende ebene Luftspalte, die sich auch nach langen Betriebszeiten nicht verhindern, da auf den Läufer keine oder nur äußerst geringe Kippmomente wirken.

An' der Rückseite der Tragplatte 3 sind die einzelnen Bauteile der elektronischen Regel- bzw. Steuereinrichtung 4 befestigt.

Bei der dargestellten Schaltungsanordnung ist als Winkelindikator zum Erfassen der Relativposition des Roüormagneten zu den Statorspulen ein ortsfester Hallgenerator 51 vorgesehen, dessen beide Ausgänge zu zwei Spannungskonparatoren

130015/0192

52, 53 als Operationsverstärker führen. Zweckmäßigerweise ist der Hall generator 51 der Anlaufs pule VIII räumlich zugeordnet. Die beiden Ausgänge 5^/(» 5'+' der Komparatoren 52, 55 sind einmal an eine elektronische Vergleichsschaltung 55 und zum anderen an einen Generator 56 angeschlossen, welcher über den KC-Schaltkreis eine der gewünschten Solldrehzahl entsprechende Frequenz erzeugt. Zwei Abgänge 57» 57' dieses als Spannungsregler und Pulsbreitenmodulator wirkenden Generators 56 führen zu Leistungsverstärkern, deren Bauelemente 58-61 als Doppeibrücke geschaltet sind. Ferner sind mit dem Generator 56 zwei Komparatorstiifen 62, 64 verbunden.

Beim Einschalten vor dem Anlaufen des Motors erfaßt der Hallgenerator 51 die Relativposition des Permanentmagneten $5 des Läufers 28 bezogen auf die Gtatorspulen. Je nach der erfaßten Lage und Polarität; worden die Signalimpulso von einem der Spannungskomparotoren 52 bzw. 5⁷> verstärkt und gelangen zum Generator 56 mit dem .Dreiecksgenerator 65» welcher dann die entsprechenden Bauelemente 58, 60 bzw. 59» der Leistungsstufen für die Antriebsspulen I bis VI ansteuert. Die Erregung der Antriebsspulen bewirkt eine Verdrehung des Rotors um ein Polpaar. Die neue Rotorposition wird vom Hallgenerator 5I wiederum erfaßt und der Steuervorgang wiederholt sich, wobei jedoch eine Phasenverschiebung um 180° erfolgt ist und nunmehr die jeweils anderen Bauteile der· Verstärker bzw. der Leistungsstufen wirksam werden.

Er, kann der Fall eintreten, daß dem Winkel indikator, d. h. dom Hallgenorator 5I » ^V(>r dom Anfahren des Motor:; genau ein neutraler Bereich zwischen zwei Magnetpolen gegenübersteht, so daß der Hallgenerator nicht ansprechen kann. Für diesen Sonderfall ist die Anlaufspule VIII im Stator 42 vorgesehen, die über die Vergleichsschaltung 55 erregt wird und eine Verdrehung des Rotors 28 aufgrund ihrer elektrischen

130015/0192
ORIGINAL INSPECTED

2933255

Phasenverschiebung bewirkt. Diese Rotordrehung reicht aus, um den Winkeliridikator wirksam werden zu lassen, woraufhin der weitere Anlaufvorgang sich in der normalen, vorstehend beschriebenen Weise vollzieht. Nach dieser ersten Startphase wird die Vergleichsschaltung abgeschaltet. Die Anlaufspule wirkt dann als Tachogenerator. Die erzeugte Spannung U2 wird über eine Siebkette 65 der Komparatorstufe 64 zugeführt und in dieser mit einer im Generator 6 erzeugten inbernen Referenzspannung Ui sowie mit der Betriebsspannung verglichen. Diese Komparatorstufe 64 ermöglicht somit eine Drehzahlregelung des Rotors, und zwar mit Hilfe des als Pulsbreitemnodulator wirkenden Dreiecksgenerators 63, der die Bauteile 58 bis 61 eier Leistungsstufen für die Antriebsspulen entsprechend ansteuert.

In der Komparatorstufe 64 wird die Betriebsspannung UB mit der internen Referenzspannung U1 verglichen. Sobald die Betriebsspannung unter einen vorgegebenen Wert abfällt, erfolgt eine Abschaltung des Generators 6. Damit wird sichergestellt, daß bei sinkender Leistung der Energiequelle, z. B. einer Autobatterie, auch die Stromentnahme durch den Motorkompressor wegfallt.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Merkmale und Maßnahmen beschränkt. So ist es beispielsweise möglich und zweckmäßig, entweder im Luftspalt z.B. des Rotormagneten oder in dessen Streuzonen einen gesonderten Permanentmaqneten vorzusehen, der den Rotor immer in die Stellung in Abhängigkeit vom Winkelindikator verdroht, bei welcher bei einem erneuten Einschalten ein sofortiger Anlauf erfolgt. Durch diese Ausgestaltung kann die Anlaufsteuerung vereinfacht werden. Da nach dem Abschalten des Motors der

130015/0192

293S255

Kolbon durch ü<"»n noch arstohondon iiruck im Arbeitszylinder in seine UT-SteLlung bewegt wird, wobei dann die exzentrische Lagerung 29 der Kolbenstanne 24, 25 in der in Fig. rechten Endstellung steht, sind aufgrund des sinusförmigen Bewegungsablaufes nur vergleichsweise kleine Kräfte vom Permanentmagneten und/oder der Anlaufspule aufzubringen, um den Rotor beim Anlaufen aus seiner indifferenten neutralen Nullpunktstellung herauszubewegen, weil der Kolbenhub und damit der Gegendruck sehr kJein sind.

130015/0192

Claims

Ansprüche

gekennzeichnet durch folgende

a) der Elektromotor (2) ist ein Gleichstrommotor und weist einen scheibenförmigen Läufer (27) mit n-poligen Permanentmagneten (35) mit Rückschlußscheiben (36, 37) sowie einen scheibenförmigen Ständer (42) mit in einem Luftspalt angeordneten Spulen auf,

b) der scheibenförmige Ständer (42) ist unter Einhaltung eines genau eingestellten Abstandes zwischen den magnetischen Rückschlußscheiben (36, 37) angeordnet und trägt mehrere in einer Ebene liegende elektronisch kommutierte Antriebsspulen.

c) eine Brückenschaltung erzeugt den für die Leistung des Motors erforderlichen Stromfluß und wird von einem Wechselstromgenerator angesteuert, welcher von den magnetfeldabhängigen Winkelindikatoren drehsinnunterstützend koinmutiert wird.

199-X2O57(neu)-SdMö

130015/0192

ORIGINAL INSPECTED

— 7 — ■■ - -
2. Motorkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pleuelstange (24) dos Kompressorkolbens (8) gekröpft ausgebildet und mit ihrem gekröpften Teil (25) direkt an der äußeren Stirnfläche des scheibenförmigen Läufers (28) exzentrisch gelagert ist.
3. Motorkompressor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Schwungmasse des Elektromotors (2) bildende Läufer (28) einseitig an einer Tragplatte (3) gelagert ist, die mit dem Kompressorgehäuse verbunden ist.
4. Motorkompressor nach den Ansorüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß den Antriebsspulen (I bis VI) mindestens ein Winkelindikator (50) der elektronischen Kommutation zugeordnet ist, welcher in Abhängigkeit von der Polarität des Permanentmagneten (35) drehrichtungsbestimmende Signale erzeugt.
5. Motorkompressor nach Anspruch T, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsspulen (I bis VI) und eine in gleicher Ebene angeordnete elektrisch phasenverschobene Anlaufspule (VIII) in einem als Spritzteil oder Preßteil ausgeführten Träger (43) angeordnet und durch Umhüllen mit Kunststoffmaterial fixiert sind.
6. Motorkompressor nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Spulendraht zur Vermeidung von Winkelraumverlusten rechteckige oder quadratische Querschnitte haben.
7. Motorkompressor nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spulen (I bis VIII) während des Preßoder Spritzvorganges durch Nuten und Stege im Werkzeug in

130015/0192

einer vorbestimmten Lage qehalten sind.
8. Motorkompressor nach Anspruch 1 bis 5, dadurch qekrmnzeichnet, daß die elektrischen Ausgänqe der ummantelten Teile durch eine Leiterbahn erfolqt.
9. Motorkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der elektronischen Kommutation ein Dreiecks-Generator (53) als Pulsbreitenmodulator vorgesehen ist.
10. Motorkompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit der Anlaufspule (VIII) durchgeschaltete Siebkette den Dreiecks-Generator drohzahl- und damit lastabhängig ansteuert.
11. Motorkompressor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile (4) der elektronischen Kommutation innerhalb des vom Sauggas gekühlten Kapselgehäuses angeordnet sind.
12. Motorkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkelindikator der elektrischen Kommutation oin den Antriebsspulen (VIII) zuoeordneter Hallgenerator oder andere geeignete winkelabhängige Indikatoren, wie z. B. Feldplatten, Hochfrequenzfelder, Lichtschranken usw. sind.
13. Motorkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ansteuerschaltung für den Motoranlauf vorgesehen ist, welche die Anlaufspule (VIII) im Ständer (42) erregt, wenn keine eindeutige Polarität (4, 4¹) anliegt.

130015/0192
14. Motorkompressor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ansaugventil (15) ein kreisrundes Federpiättchen ist, das in den Zylinderraum hineinragt und dessen Durchmesser etwas kleiner als der Zylinderdurchmesser ist.
15. Motorkompressor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Federpiättchen (15) mit einer Hohlniet (16) an der Ventilsitzplatte (14) befestigt ist, wobei der Innenraum des Hohlnietes den Auslaßkanal (18) bildet.
16. Motorkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Lagerbereich an einer Profilscheibe (29a) des Läufers (28) und an einem Lageransatz der Tragplatte (3) je eine Konusfläche (39, 40) ausgebildet ist, die einen kegelstumpf förmigen schmalen Ringkanal (40) begrenzen und als Schleuder -Schmierpumpe dienen.
17. Motorkompressor nach Anspruch 1 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß über dem Wellenende (30) des Läufers (28) eine abgedichtete Kappe (45) mit einem in den ölsumpf führenden Saugschlauch (46) montiert ist.
18. Motorkompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch zumindest teilweises Eintauchen des Läufers (28) in den ölsumpf die erforderliche Schmierung gewährleistet ist.
19. Motorkompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß zum einfachen Einbau des Motors mit Pleuelstange und Kolben die Laufbuchse (7) des Kompressorzylinders (6) verschiebbar ist.

130015/0192
20. Motorkompressor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Läufer (28) einen mittleren Teil aus diamagnetischem Material aufweist, an dem die Rückschlußscheiben (36, 37) und der Permanentmagnet (35) befestigt sind.
21. Motorkompressor nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Lager für Pleuelantrieb im diamagnetischen Mittelteil eingebaut ist und der Lagerbolzen fest mit der Pleuelstange verbunden ist.
22. Motorkompressor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Zylindergehäuse (5) ein seitlicher Ausschnitt (5a) zum Einführen des Kolbens (8) bei der Montage vorgesehen ist.
23. Motorkompressor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuervorrichtuna einen im Luftspalt des Rotormagneten oder in seinen Streuzonen angeordneten Permanentmagneten aufweist, der den Rotor immer in die Stellung (in Abhängigkeit vom Winkelindikntor) verdreht, in der bei erneutem Einschalten ein sofortiger Anlauf erfolgt

130015/0192