VERFAHREN ZUM JUSTIEREN EINES KOLBENS IN EINEM LINEARVERDICHTER

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Linearverdichters, insbesondere für ein Kältegerät. Ein solcher Linearverdichter ist z.B. aus US 6506032B2 nächster Stand der Technik und US 6641377B2 bekannt. Er umfasst einen reversierenden Linearantrieb mit einer Wicklung und einem durch ein von der Wicklung erzeugtes Magnetfeld gegen eine Federkraft verschiebbaren Anker sowie eine Verdichterkammer, in der ein Kolben an den Anker gekoppelt bewegbar ist. Im Betrieb wird die Wicklung mit einem Wechselstrom beaufschlagt, um eine Schwingbewegung des Ankers anzutreiben.

[0002] Während bei einem herkömmlichen rotatorisch angetriebenen Verdichter die Bewegungsamplitude des Kolbens strikt vorgegeben ist, ist dies bei einem Linearverdichter nicht der Fall. Der Anker kann je nach der Wicklung zugeführter elektrischer Antriebsleistung mit unterschiedlichen Amplituden schwingen, und dementsprechend ist auch der Kolbenhub variabel.

[0003] Je kleiner die Antriebsleistung und dementsprechend auch die Amplitude des Ankers ist, umso größer ist das Totvolumen der Pumpkammer am oberen Umkehrpunkt der Bahn des Kolbens. Ein großes Totvolumen führt zu einem geringen Wirkungsgrad des Verdichters, da die zum Komprimieren des Gases im Totvolumen geleistete Arbeit nicht genutzt wird und nach Überwindung des oberen Totpunktes das Gas sich wieder entspannt und dabei den Kolben zurücktreibt.

[0004] Wenn hingegen die Wicklung mit einer zu hohen Antriebsleistung beaufschlagt wird, kann die Amplitude des Ankers so groß werden, dass der Kolben an eine Begrenzung der Verdichterkammer anschlägt. Dies führt zu einer starken Geräuschentwicklung und evtl. auch zu einer Beschädigung des Verdichters. Darüber hinaus geraten die Schwingung des Ankers und der antreibende Wechselstrom außer Phase, so dass auch aus diesem Grund der Antrieb an Effektivität verliert.

[0005] Um einen Linearverdichter stabil mit gutem Wirkungsgrad betreiben zu können, ist es daher erforderlich, die Amplitude des Ankers zu überwachen und den Wechselstrom, mit dem die Wicklung beaufschlagt wird, so zu steuern, dass die Amplitude stets knapp unter einem Grenzwert bleibt, bei dessen Überschreitung der Kolben an eine Begrenzung stößt.

[0006] Toleranzen bei der Fertigung der Linearverdichter können dazu führen, dass der Weg, den der Anker aus seiner Gleichgewichtslage zurücklegen kann, bis der Kolben an eine Begrenzung stößt, von einem Linearverdichter zum anderen variieren kann. Wenn unter Berücksichtigung der Fertigungstoleranzen der Ankerhub für alle Linearverdichter einheitlich so festgelegt wird, dass der Kolben nicht an die Begrenzung stoßen kann, so ergeben sich von einem Verdichter zum anderen erheblich unterschiedliche Totvolumina und damit unterschiedliche Wirkungsgrade.

[0007] Ein weiteres Problem ist, dass die Gleichgewichtsstellung, in der sich der Anker bei ausgeschaltetem Verdichter befindet, je nach in der Verdichterkammer herrschendem, auf den Kolben wirkendem Druck unterschiedlich sein kann. Unterschiedliche Drücke können bei Nutzung des Linearverdichters zum Verdichten von Kältemittel in einem Kältegerät leicht auftreten, je nachdem, wie die mittlere Temperatur bzw. das Verhältnis von gasförmigem zu flüssigem Kältemittel im Kältemittelkreislauf des Gerätes ist. Wenn ein Kältegerät neu oder nach längerem Stillstand in Betrieb genommen wird und der Kältemittelkreislauf von Zimmertemperatur aus heruntergekühlt werden muss, ist der Druck im Kältemittelkreislauf zunächst höher als bei einem in Betrieb befindlichen Gerät, bei dem der Kühlraum und folglich auch wenigstens ein Teil des Kältemittels deutlich kälter als Zimmertemperatur sind. Eine Schwingungsamplitude, die bei einem in Betrieb befindlichen Gerät ein brauchbares, kleines Totvolumen ergibt, kann im Fall der Neuinbetriebnahme unzureichend sein, da hier die Ruhelage, um die der Anker oszilliert, verschoben ist. Wenn hierdurch ein großes Totvolumen entsteht, kann der Wirkungsgrad des Verdichters im Extremfall so weit beeinträchtigt sein, dass ein ordnungsgemäßes Herunterkühlen des Geräts nicht möglich ist.

[0008] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein Verfahren zum Betreiben eines Linearverdichters zu schaffen, das die oben beschriebenen Probleme vermeidet.

[0009] Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem bei einem Linearverdichter, der einen Linearantrieb mit einer Wicklung und einem durch das Magnetfeld der Wicklung gegen eine Federkraft verschiebbaren Anker und eine Verdichterkammer umfasst, in der ein Kolben an den Anker gekoppelt bewegbar ist, wobei im Betrieb die Wicklung mit einem Wechselstrom beaufschlagt wird, um eine Schwingbewegung des Ankers anzutreiben, diese Wicklung vor Aufnahme des Betriebs mit einem Gleichstrom mit einem ersten Vorzeichen beaufschlagt wird, um den Anker aus einer Ruheposition zu verschieben, indem eine erste Endposition, die der Anker unter der Wirkung des Gleichstroms erreicht, gemessen wird, und indem während des Betriebs die Stärke des Wechselstroms, mit dem die Wicklung erregt wird, so gesteuert wird, dass der Anker die erste Endposition nicht oder mit verschwindender Geschwindigkeit erreicht.

[0010] Durch die Gleichstrombeaufschlagung und Messung der daraus resultierenden Ankerposition wird ein Messwert für eine maximal zulässige. Auslenkung des Ankers erhalten, in welchem sowohl Fertigungstoleranzen als auch eine durch den Druck in der Verdichterkammer verursachte Verschiebung der Ruheposition des Ankers automatisch berücksichtigt sind.

[0011] Vorzugsweise ist das erste Vorzeichen des Gleichstroms so festgelegt, dass durch die aus der Wirkung des Gleichstroms resultierende Verschiebung des Ankers der Kolben auf eine Ventilplatte der Verdichterkammer zu bewegt wird, da in diese Richtung die Bewegungsfreiheit des Kolbens notwendigerweise beschränkt ist und eine genaue Regelung des Kolbenhubs erforderlich ist, um ein kleines Totvolumen und damit einen guten Wirkungsgrad zu gewährleisten.

[0012] Es kann vorgesehen werden, dass die Wicklung ferner vor Aufnahme des Betriebs mit einem Gleichstrom mit zu dem ersten Vorzeichen entgegengesetztem Vorzeichen beaufschlagt wird, dass eine zweite Endposition, die der Anker unter der Wirkung dieses Gleichstroms erreicht, gemessen wird, und dass während des Betriebs die Stärke des Wechselstroms, mit dem Wicklung erregt wird, so gesteuert wird, dass der Anker auch die zweite Endposition nicht oder mit verschwindender Geschwindigkeit erreicht. Auf diese Weise wird die Bewegungsfreiheit des Kolbens in beide Richtungen gemessen, und die verfügbare Bewegungsfreiheit des Kolbens kann unabhängig von durch Fertigungstoleranzen bedingten Streuungen optimal ausgenutzt werden.

[0013] Alternativ besteht die Möglichkeit, eine zweite Endposition in einem vorgegebenen Abstand von der ersten Endposition zu berechnen.

[0014] Die Stärke des Gleichstroms wird zweckmäßigerweise nach und nach erhöht, um zu vermeiden, dass der Kolben mit hoher Geschwindigkeit an eine Begrenzung stößt.

[0015] Vorzugsweise wird während des Erhöhens der Stromstärke die Position des Ankers wiederholt gemessen, und als Endposition wird eine Position des Ankers bestimmt, über die sich der Anker bei einer weiteren Erhöhung der Stromstärke nicht hinausbewegt. Solange der Auslenkung nämlich nur die Federkraft und ggf. der Druck in der Verdichterkammer entgegenwirkt, kann davon ausgegangen werden, dass eine Erhöhung der Stromstärke des Gleichstroms auch zu einer Erhöhung der Auslenkung führt, es sei denn, der Kolben hat die Begrenzung erreicht.

[0016] Alternativ kann als Endposition eine Position des Ankers bestimmt werden, in der dieser einen Näherungssensor auslöst. Ein solcher Näherungssensor kann beispielsweise eine Lichtschranke sein,

[0017] Um die Schwingbewegung des Ankers in Gang zu setzen, wird vorzugsweise die Wicklung mit einem Wechselstrom beaufschlagt, bei dem die Ladungsmengen von positiven und negativen Halbwellen im Laufe der Zeit zunehmen, so dass auch die Amplitude der Schwingbewegung im Laufe der Zeit wächst. Dies gibt die Möglichkeit, die Entwicklung der Amplitude in Abhängigkeit von den Ladungsmengen der Halbwellen zu verfolgen und deren Anstieg so zu dosieren, dass keine der zuvor festgelegten Endpositionen überschritten wird.

[0018] Insbesondere aufgrund einer Verschiebung der Ruheposition des Ankers durch den in der Verdichterkammer herrschenden Druck kann es erforderlich sein, die Ladungsmengen der positiven und der negativen Halbwellen getrennt zu regeln, um jeweils einen gleichen Abstand der zwei Umkehrpunkte der Schwingbewegung von der ersten bzw. zweiten Endposition zu gewährleisten.

[0019] Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:

Fig.1

eine schematische Ansicht, teils in Draufsicht, teils im Schnitt, eines Linearverdichters;

Fig. 2

die zeitliche Entwicklung eines auf die Wicklungen des Linearverdichters aus Fig. 1 gegebenen Gleichstroms und des daraus resultierenden Messwerts der Ankerauslenkung; und

Fig. 3

die zeitliche Entwicklung der Schwingungsamplitude und der Ladungsmengen der positiven und negativen Halbwellen des Wicklungsstroms beim Ingangsetzen der Schwingbewegung.

[0020] Fig. 1 zeigt schematisch einen Linearverdichter mit einem Linearantrieb 1 und einer Verdichtereinheit 2, die in einem hier U-förmig dargestellten Rahmen 3 gehalten sind. An zwei parallelen Schenkeln des Rahmens 3 sind einander zugewandt Eisenkerne 4 von E-förmigem Querschnitt und Wicklungen 5 montiert. In einem Luftspalt zwischen den Eisenkernen 4 ist ein Anker 6 mit Hilfe von Membranfedern 7 aufgehängt, die den Anker 6 in Längsrichtung des Luftspalts leicht beweglich und in Querrichtung dazu starr halten. Der Anker 6 enthält zwei antiparallel gepolte Permanentmagnete 8, 9, die bestrebt sind, sich in einem von den Wicklungen 5 erzeugten Magnetfeld auszurichten und den Anker 6 somit je nach Stromflussrichtung durch die Wicklungen 5 den Anker in der Perspektive der Fig. nach links oder rechts treiben.

[0021] Die Verdichtereinheit 2 umfasst eine Verdichterkammer 10, die an einer Seite durch einen beweglichen Kolben 11 begrenzt ist. Der Kolben 11 ist mit dem Anker 6 über eine Kolbenstange 12 starr verbunden. Durch einen Überdruck in der Verdichterkammer 10 ist die Ruheposition des Ankers 6 gegenüber einer Position, in der die Blattfedern 7 entspannt sind, leicht nach links versetzt.

[0022] Auf dem Anker 6 ist eine Trägerplatte 13 montiert, die abwechselnd mit spiegelnden bzw. lichtabsorbierenden Streifen versehen ist. Eine erste Lichtschranke mit einer Lichtquelle 14, die einen gebündelten Lichtstrahl auf die Trägerplatte 13 emittiert, und einem auf die Trägerplatte 13 ausgerichteten Lichtsensor 15 ist an einem der Eisenkerne 4 montiert. Je nachdem, ob der Lichtstrahl der Lichtquelle 14 auf einen spiegelnden oder einen absorbierenden Streifen der Trägerplatte 13 trifft, empfängt der Lichtsensor 15 mehr oder weniger Licht.

[0023] Alternativ kann anstelle der Trägerplatte 13 auch eine kammartige Struktur an dem Anker 6 montiert sein, und Lichtquelle 14 und Lichtsensor 15 der Lichtschranke sind an den Eisenkernen 4 beiderseits der Kammstruktur montiert, so dass je nach Stellung des Ankers 6 ein Zinken der Kammstruktur den Lichtsensor 15 beschattet oder der Lichtstrahl von der Lichtquelle 14 durch einen Zwischenraum zwischen zwei Zinken den Lichtsensor 15 erreicht. Anstelle einer Kammstruktur kann auch ein transparenter Träger vorgesehen sein, der mit beabstandeten lichtundurchlässigen Streifen versehen ist.

[0024] Eine nicht dargestellte zweite Lichtschranke ist um eine Viertelperiode der regelmäßigen Streifenanordnung versetzt angeordnet.

[0025] An die Lichtschranken ist eine Steuerschaltung 16 angeschlossen, die die Wicklungen 5 mit Strom beaufschlagt.

[0026] Die Arbeitsweise der Steuerschaltung bei der Inbetriebnahme des Linearverdichters wird anhand der Fig. 2 und 3 erläutert. Zu einem Zeitpunkt t = 0 empfängt die Steuerschaltung 16 von außen, z.B. von einer Thermostatregelung eines Kältegeräts, in das der Linearverdichter der Fig. 1 eingebaut ist, einen Inbetriebnahmebefehl. Die Steuerschaltung 16 beaufschlagt daraufhin die Wicklungen 5 mit einem Gleichstrom, dessen Stromstärke I, wie durch eine strichpunktierte Linie in dem Diagramm der Fig. 2 dargestellt, linear mit der Zeit t zunimmt. Proportional zur Stromstärke I wächst die auf den Anker 6 einwirkende Magnetkraft, die den Anker 6 in der Perspektive der Fig. 1 nach rechts treibt. In der Darstellung der Fig. 2 ist vereinfachend angenommen, dass die daraus resultierende Verlagerung des Ankers 6 linear proportional zur Stromstärke I ist. Das Prinzip der Erfindung ist aber auch anwendbar, wenn dies nicht exakt der Fall ist:

[0027] Mit zunehmender Verlagerung des Ankers 6 passiert ein Streifen der Trägerplatte 13 nach dem anderen die Lichtschranken. Durch einen Vergleich der Phasen der von den Lichtschranken gelieferten Zählimpulse erkennt die Steuerschaltung 16 die Richtung, in der sich der Anker 6 bewegt, und jedes Mal wenn ein Streifen die erste Lichtschranke 14,15 passiert, inkrementiert (bzw. dekrementiert, je nach erfasster Bewegungsrichtung) die Steuerschaltung 16 einen Zähler, dessen Zählwert n somit repräsentativ ist für den vom Anker 6 aus seiner Ruheposition zurückgelegten Weg. Der Zählwert n bildet somit eine ebenfalls in dem Diagramm der Fig. 2 dargestellte Stufenfunktion der Zeit t.

[0028] Wenn die Stromstärke I stark genug ist, um den Kolben 11 mit der Ventilplatte 17 der Verdichtereinheit 2 in Kontakt zu bringen, wächst der Zählwert n auch bei weiter steigender Stromstärke nicht mehr an. Dies wird von der Steuerschaltung 16 zu einem in Fig. 2 mit t₁ bezeichneten Zeitpunkt erkannt, an dem die Stromstärke I einen Wert I(n_max) erreicht, an ein dem bei Fortschreibung des bisher beobachteten Zusammenhangs zwischen I und n zu erwartendes Inkrement von n ausbleibt.

[0029] Einer ersten Ausgestaltung zufolge ist die Bewegungsfreiheit des Ankers 6, gemessen in Schritten des besagten Zählers, eine fest vorgegebene und in der Steuerschaltung 16 gespeicherte ganze Zahl N. Indem die Steuerschaltung den dem Kontakt des Kolbens 11 mit der Ventilplatte 17 entsprechenden Zählwert mit der Zahl N überschreibt, wird eine Kalibrierung der Positionsmessung erreicht: die Grenzen des zulässigen Bewegungsbereichs des Ankers 6 entsprechen jeweils einem Zählwert von 0 bzw. N. Durch Auf- oder Abwärtszählen der von der Lichtschranke erfassten Streifen, je nach Bewegungsrichtung des Ankers 6, "kennt" die Steuerschaltung 16 zu jeder Zeit den Ort des Ankers 6.

[0030] Einer zweiten Ausgestaltung zufolge reduziert die Steuerschaltung ab dem Zeitpunkt t₁ die Stromstärke I in den Wicklungen 5, bis hin zu einer Umkehr von deren Vorzeichen, und zählt währenddessen in Gegenrichtung die Streifen, welche die Lichtschranke passieren, von Null aufwärts. Dies geschieht, bis erneut eine Erhöhung des Betrags der Stromstärke nicht mehr zu einer weiteren Erhöhung des Zählerstandes führt. Der so erhaltene Zählerstand N stellt somit einen Messwert der tatsächlichen Bewegungsfreiheit des Ankers 6 dar; er wird in der selben Weise genutzt, wie oben für den fest vorgegebenen Zählwert N angegeben und im Folgenden noch genauer erläutert.

[0031] Die Diagramme der Fig. 3 veranschaulichen die Aufnahme des Schwingbetriebs des Linearverdichters. Das mittlere Diagramm zeigt schematisch die zeitliche Entwicklung der Position des Ankers 6 und seiner Soll-Umkehrpunkte, das obere und das untere Diagramm jeweils entsprechend die zeitliche Entwicklung der Ladungsmengen Q⁺, Q^- von positiven und negativen Halbwellen eines von der Steuerschaltung 16 an die Wicklungen 5 ausgegebenen Erregungsstromes.

[0032] Um nun die Schwingbewegung des Ankers 6 in Gang zu bringen, legt die Steuerschaltung zunächst die Ankerposition, die dem Zählwert N/2 entspricht, als Mittelpunkt der Schwingbewegung fest. Der ursprünglichen Ruheposition des Ankers entspricht dann ein mit n₀ bezeichneter Zählwert, der im allgemeinen von N/2 verschieden sein wird. Zur Zeit t₂ in Fig. 3 beginnt die Steuerschaltung, die Schwingbewegung anzuregen. Um die Amplitude der Schwingung allmählich anwachsen zu lassen, werden Soll-Umkehrpunkte u⁺ u^- für die Ankerschwingung vorgegeben, die sich im Laufe der Zeit symmetrisch von N/2 entfernen, z.B. als lineare Funktionen der Zeit u⁺ = N/2 + a(t-t₂), u^- = N/2 - a(t-t₂), um schließlich stationäre Werte N-ε bzw. ε anzunehmen, wie in dem mittleren Diagramm von Fig. 3 dargestellt. Dabei stellt ε ein Sicherheitsabstand von wenigen Zählerschritten dar, der dazu dient, im stationären Betrieb ein Anstoßen des Kolbens an eine Begrenzung sicher zu vermeiden. Ein typischer Ablauf der Ankerbewegung ist als Kurve p in dem mittleren Diagramm der Fig. 3 eingezeichnet. Zur Zeit t₂ befindet sich der Anker 6 deutlich unterhalb der Kurve u⁺ des oberen Umkehrpunkts. Die Steuerschaltung 16 beaufschlagt daher zunächst die Wicklungen nur mit positiven Halbwellen, um den Anker anzuheben. Die zeitliche Entwicklung der Ladungsmenge Q⁺ der oberen Halbwellen ist in dem oberen Diagramm der Fig. 3 dargestellt; sie beginnt mit einem Anfangswert Q⁺(t₂) zur Zeit t₂, der proportional zur Abweichung zwischen der Ruheposition n₀ des Ankers und dem gewünschten Mittelpunkt N/2 seiner Schwingbewegung ist, und nimmt wie die Soll-Position u⁺ des oberen Umkehrpunkts mit der Zeit t zu. Zum Zeitpunkt t₃ kreuzt die Soll-Position des unteren Umkehrpunkt u^- die Ruheposition n₀. Nun beginnt die Steuerschaltung 16, auch negative Halbwellen auszugeben. Die zeitliche Entwicklung von deren Ladungsmenge Q^- ist in dem unteren Diagramm von Fig. 3 gezeigt.

[0033] Die Ladungsmengen Q⁺, Q^- nehmen zu, bis die Soll-Auslegungen u⁺, u^- die Endpositionen N-ε bzw. ε erreicht haben und somit der stationäre Betriebszustand des Linearverdichters erreicht ist. Auch hier sind Ladungsmengen der positiven und negativen Halbwellen noch unterschiedlich, um die Abweichung zwischen der vom Druck des Kältemittels in der Verdichterkammer beeinflussten Ruheposition n₀ des Ankers 6 und der Mittelposition N/2 der Ankerbewegung zu kompensieren.

[0034] Wenn sich im Laufe des Betriebs des Linearverdichters das Kältegerät abkühlt und der Kältemitteldruck, gegen den die Verdichtereinheit 2 anarbeitet, verringert, verlagert sich auch die Ruheposition, die der Anker 6 bei ausgeschaltetem Antrieb einnehmen würde. Dies würde, wenn nicht gegengesteuert wird, zu einer Verlagerung der gesamten Ankerbewegung nach rechts in Fig. 1 und damit schlüssig zu einem Anschlagen des Kolbens 11 gegen die Ventilklappe 17 führen. Indem die Steuerschaltung 16 die Ladungsmenge der positiven Halbwellen reduziert, wenn sie eine Bewegung des Ankers über den oberen Soll-Umkehrpunkt N- ε hinaus erfasst und dementsprechend die Ladungsmenge der unteren Halbwellen erhöht, wird eine solche Verlagerung der Bewegung vermieden, so dass die Verdichtereinheit 2 jederzeit mit minimalem Totvolumen arbeitet, ohne dass es zum Anschlagen des Kolbens 11 in der Verdichterkammer 10 kommt.

Ansprüche

1. Verfahren zum Betreiben eines Linearverdichters, der einen Linearantrieb (1) mit einer Wicklung (5) und einem durch das Magnetfeld der Wicklung (5) gegen eine Federkraft verschiebbaren Anker (6) und eine Verdichterkammer (10) umfasst, die durch einen an den Anker (6) gekoppelt bewegbaren Kolben (11) begrenzt ist, bei dem im Betrieb die Wicklung (5) mit einem Wechselstrom beaufschlagt wird, um eine Schwingbewegung des Ankers (6) anzutreiben, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklung (5) vor Aufnahme des Betriebs mit einem Gleichstrom (I) mit einem ersten Vorzeichen beaufschlagt wird, um den Anker (6) aus einer Ruheposition zu verschieben, dass eine erste Endposition, die der Anker unter Wirkung des Gleichstroms (I) erreicht, gemessen wird, und dass während des Betriebs die Stärke des Wechselstroms, mit dem die Wicklung erregt wird, so gesteuert wird, dass der Anker die erste Endposition nicht oder mit verschwindender Geschwindigkeit erreicht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Vorzeichen so gewählt ist, dass der Kolben (11) auf eine Ventilplatte (17) der Verdichterkammer (10) zu bewegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklung (5) vor Aufnahme des Betriebs ferner mit einem Gleichstrom (I) mit zu dem ersten Vorzeichen entgegengesetztem Vorzeichen beaufschlagt wird, dass eine zweite Endposition, die der Anker (6) unter Wirkung des Gleichstroms (I) erreicht, gemessen wird, und dass während des Betriebs die Stärke des Wechselstroms, mit dem die Wicklung (5) erregt wird, so gesteuert wird, dass der Anker (6) die zweite Endposition nicht oder mit verschwindender Geschwindigkeit erreicht.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Endposition in einem vorgegebenen Abstand von der ersten Endposition berechnet wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stärke des Gleichstroms (I) nach und nach erhöht wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass während des Erhöhens der Stromstärke (I) die Position des Ankers (6) wiederholt gemessen wird, und dass als Endposition eine Position des Ankers (6) bestimmt wird, über die sich der Anker (6) bei einer weiteren Erhöhung der Stromstärke (I) nicht hinausbewegt.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Endposition eine Position des Ankers bestimmt wird, in der der Anker einen Näherungssensor auslöst.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Näherungssensor eine Lichtschranke ist.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingbewegung des Ankers (6) in Gang gesetzt wird durch Beaufschlagen der Wicklung (5) mit einem Wechselstrom, bei dem die Ladungsmengen (Q⁺, Q^-) der positiven und der negativen Halbwellen im Laufe der Zeit zunehmen.

10. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3 und Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ladungsmengen (Q⁺, Q^-) der positiven und der negativen Halbwellen getrennt geregelt werden, um jeweils einen gleichen Abstand (ε) der zwei Umkehrpunkte der Schwingbewegung von der ersten bzw. zweiten Endposition (N, 0) zu gewährleisten.

Claims

1. Method of operating a linear compressor, which comprises a linear drive (1) with a winding (5) and an armature (6), which is displaceable by the magnetic field of the winding (5) against a spring force, and a compressor chamber (10), which is bounded by a piston (11) movably coupled to the armature (6), in which in operation the winding (5) is acted on by an alternating current in order to drive an oscillating movement of the armature (6), characterised in that the winding (5) before taking up operation is acted on by a direct current (I) with a first sign in order to displace the armature (6) out of a rest position, that a first end position which the armature attains under the action of the direct current (I) is measured and that during operation the strength of the alternating current by which the winding is excited is so controlled that the armature does not reach the first end position or reaches it at insignificant speed.

2. Method according to claim 1, characterised in that the first sign is so selected that the piston (11) is moved towards a valve plate (17) of the compressor chamber (10).

3. Method according to claim 1 or 2, characterised in that the winding (5) before taking up operation is further acted on by a direct current (I) with a sign opposite to the first sign, that a second end position which the armature (6) attains under the action of the direct current (1) is measured and that during operation the strength of the alternating current by which the winding (5) is excited is so controlled that the armature (6) does not reach the second end position or reaches it at insignificant speed.

4. Method according to claim 1 or 2, characterised in that a second end position is calculated at a predetermined spacing from the first end position.

5. Method according to any one of the preceding claims, characterised in that the strength of the direct current (I) is gradually increased.

6. Method according to claim 5, characterised in that during the increase in the current strength (I) the position of the armature (6) is repeatedly measured and that as end position there is determined a position of the armature (6) beyond which the armature (6) does not move in the case of a further increase in the current strength (I).

7. Method according to claim 5, characterised in that as end position there is determined a position of the armature in which the armature triggers a proximity sensor.

8. Method according to claim 7, characterised in that the proximity sensor is a light barrier.

9. Method according to any one of the preceding claims, characterised in that the oscillatory movement of the armature (6) is set in motion by action on the winding (5) with an alternating current in which the charge amounts (Q⁺, Q^-) of the positive and negative half waves increase in the course of time.

10. Method according to claim 2 or 3 and claim 9, characterised in that the charge amounts (Q⁺, Q^-) of the positive and negative half waves are regulated separately in order to ensure on each occasion an equal spacing (ε) of the two reversal points of the oscillatory movement from the first or second end position (N, 0).

Revendications

1. Procédé de fonctionnement d'un compresseur linéaire qui comprend un entraînement linéaire (1) muni d'un enroulement (5) et d'un induit (6) pouvant être coulissé contre une tension de ressort par le champ magnétique de l'enroulement (5), et une chambre de compression (10) qui est délimitée par un piston (11) déplaçable en étant couplé à l'induit (6), dans lequel procédé un courant alternatif est appliqué sur l'enroulement (5) pendant le fonctionnement afin d'entraîner un mouvement oscillatoire de l'induit (6), caractérisé en ce que l'enroulement (5), avant le commencement du fonctionnement, est contraint avec un courant continu (I) ayant un premier signe afin de déplacer l'induit (6) hors d'une position de repos, en ce qu'une première position terminale, que l'induit atteint sous l'effet du courant continu (I), est mesurée, et en ce que pendant le fonctionnement, l'intensité du courant alternatif, avec lequel l'enroulement est excité, est commandée de manière à ce que l'induit n'atteigne pas la première position terminale ou à ce qu'il l'atteigne avec une vitesse s'évanouissant.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier signe est sélectionné de manière à ce que le piston (11) soit déplacé en direction d'une plaque porte-soupape (17) de la chambre de compression.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'enroulement (5) , avant le commencement du fonctionnement, est contraint en outre avec un courant continu (I) ayant un signe opposé au premier signe, en ce qu'une seconde position terminale, que l'induit (6) atteint sous l'effet du courant continu (I), est mesurée, et en ce que pendant le fonctionnement, l'intensité du courant alternatif, avec lequel l'enroulement (5) est excité, est commandée de manière à ce que l'induit n'atteigne pas la seconde position terminale ou à ce qu'il l'atteigne avec une vitesse s'évanouissant.

4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une seconde position terminale située dans un écart prédéfini de la première position terminale est calculée.

5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'intensité du courant continu (I) est augmentée progressivement.

6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que la position de l'induit (6) est mesurée de manière répétée pendant l'augmentation de l'intensité du courant (I), et en ce qu'une position de l'induit (6), au-delà de laquelle l'induit (6) ne se déplace pas lors d'une augmentation supplémentaire de l'intensité du courant (I), est déterminée comme position terminale.

7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'une position de l'induit, dans laquelle l'induit déclenche un capteur de proximité, est déterminée comme position terminale.

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que le capteur de proximité est une barrière photoélectrique.

9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le mouvement oscillatoire de l'induit (6) est mis en marche en raison de l'application d'un courant alternatif sur l'enroulement (5), dans lequel les volumes de charge (Q⁺, Q^-) des demi-ondes positives et négatives augmentent au cours du temps.

10. Procédé selon la revendication 2 ou 3 et selon la revendication 9, caractérisé en ce que les volumes de charge (Q⁺, Q^-) des demi-ondes positives et négatives sont réglés de manière séparée afin de garantir respectivement un même écart (ε) entre les deux points de renvoi du mouvement oscillatoire de la première position terminale resp. de la seconde position terminale (N, 0).

Zeichnung