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Dokumentenidentifikation DE102004056450A1 24.05.2006
Titel Kühlmöbelanordnung mit mindestens zwei elektrischen Motoren als Kompressorantriebe
Anmelder Danfoss Compressors GmbH, 24939 Flensburg, DE
Erfinder Hansen, Kristoffer Riemann, Broager, DK;
Madsen, Anders Jakob, Nordborg, DK;
Kristensen, Hans Peter, Soenderborg, DK
Vertreter Patentanwälte Knoblauch und Knoblauch, 60322 Frankfurt
DE-Anmeldedatum 23.11.2004
DE-Aktenzeichen 102004056450
Offenlegungstag 24.05.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.05.2006
IPC-Hauptklasse F25D 29/00(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F25D 19/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   
Zusammenfassung Es wird eine Kühlmöbelanordnung angegeben mit mindestens zwei elektrischen Motoren (9, 10) als Kompressorantriebe, wobei jeder Motor (9, 10) eine Beschaltung (15, 16) aufweist.
Man möchte die Herstellungskosten klein halten.
Hierzu ist vorgesehen, daß die Beschaltung (15) eines ersten Motors (9) auf einem Träger (17) angeordnet ist, auf dem auch die Beschaltung (16) eines zweiten Motors (10) angeordnet ist, und der Träger (17) mit dem ersten Motor (9) verbunden ist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Kühlmöbelanordnung mit mindestens zwei elektrischen Motoren als Kompressorantriebe, wobei jeder Motor eine Beschaltung aufweist.

Eine Kühlmöbelanordnung besteht normalerweise aus einem Kühl- oder Gefrierabteil, die zur Aufnahme von zu kühlenden Gütern dienen, und einem Kompressor, der durch einen elektrischen Motor angetrieben wird. Beispiele für eine derartige Kühlmöbelanordnung sind Kühlschränke, Gefrierschränke, Gefriertruhen, Verkaufsvitrinen oder Verkaufstruhen, wobei die letzten beiden Arten vorzugsweise in Verkaufsräumen anzutreffen sind. Auch Kühlzellen, die ein größeres Kühl- oder Gefrierabteil aufweisen, lassen sich unter dem Begriff der Kühlmöbelanordnung subsumieren.

Während bei normalen Haushalts-Kühl- oder Gefrierschränken in der Regel ein Kompressor ausreicht, ist es für größere Kühlmöbelanordnungen sinnvoll, zwei oder mehr Kompressoren zu verwenden, von denen jeder durch einen eigenen Motor angetrieben wird. Man kann dann die einzelnen Kompressoren entweder gleichzeitig betreiben oder, wenn der Kältebedarf geringer ist, nur einen Teil der Kompressoren in Betrieb nehmen.

Ein Antriebsmotor für einen Kompressor weist in der Regel eine Beschaltung auf. Diese Beschaltung kann unterschiedliche Ausgestaltungen haben. Ein Beispiel für eine derartige Beschaltung ist in DE 195 38 415 A1 gezeigt. Die Beschaltung wird dort als elektrische Hilfsvorrichtung bezeichnet und weist beispielsweise eine Wärmeschutzvorrichtung, einen PTC-Starter und einen Kondensator auf.

Die Verwendung von mehreren Kompressoren und damit mehreren Motoren ermöglicht zwar einen energiesparenden Betrieb der Kühlmöbelanordnung. Sie verteuert jedoch die Herstellung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellungskosten für eine derartige Kühlmöbelanordnung zu senken.

Diese Aufgabe wird bei einer Kühlmöbelanordnung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Beschaltung eines ersten Motors auf einem Träger angeordnet ist, auf dem auch die Beschaltung eines zweiten Motors angeordnet ist, und der Träger mit dem ersten Motor verbunden ist.

Mit dieser Ausgestaltung benötigt man also für zwei Motoren nur einen einzigen Träger. Auf diesem Träger können zwei oder mehr Beschaltungen angeordnet sein. Da der Träger, beispielsweise eine Platine, in der Regel groß genug ist, um auch mehrere Beschaltungen aufzunehmen, ist mit der Anordnung von mehreren Beschaltungen auf einem einzelnen Träger kein größerer Aufwand verbunden. Notwendig ist lediglich eine Verbindung zwischen dem Träger und dem zweiten Motor. Neben der Einsparung von Kosten für das Material, die durchaus in der Größenordnung von 20 bis 30 % liegen kann, spart man aber auch bei der Montage der Kühlmöbelanordnung Zeit und damit Kosten ein. Am zweiten Motor muß mechanisch kein Träger mehr montiert werden. Es muß lediglich eine elektrische Verbindung zum Träger hergestellt werden, was in der Regel mit geringerem mechanischen Aufwand und damit geringerem Zeitaufwand verbunden ist.

Vorzugsweise weist die Beschaltung eine Start-Hilfseinrichtung auf. Ein Antriebsmotor für einen Kältemittelkompressor weist in vielen Fällen eine Hilfswicklung auf, die beim Start mit elektrischer Leistung versorgt werden soll, wobei diese Versorgung abgeschwächt oder unterbunden werden soll, wenn der Motor seine Drehzahl erreicht hat. Ein Beispiel für eine Start-Hilfseinrichtung ist ein PTC-Widerstand, der in Reihe mit der Startwicklung angeordnet ist und vom durchfließenden Strom erwärmt wird, so daß sein ohmscher Widerstand steigt. Wenn man den PTC-Widerstand richtig dimensioniert, dann hat er nach einer kurzen Zeit, die zum Starten des Motors erforderlich ist, beispielsweise einer halben Sekunde, einen ausreichenden ohmschen Widerstand, um einen weiteren Stromzufluß zu drosseln. Ein anderer Typ einer Start-Hilfseinrichtung kann ein Stromrelais sein, das abschaltet, wenn der Strom durch die Hauptwicklung auf ein gewisses Niveau abgefallen ist. In diesem Fall hat der Motor seine Drehgeschwindigkeit erreicht. Ein dritter Typ einer Start-Hilfseinrichtung wäre ein Spannungsrelais, das abschaltet, wenn die Spannung über die Startwicklung auf ein gewisses Niveau abgefallen ist. Man kann nun zwei oder mehr derartiger Start-Hilfseinrichtungen, die im folgenden kurz als "Starter" bezeichnet werden, auf einem gemeinsamen Träger anbringen, ohne daß dies mit einem größeren Aufwand verbunden ist. Der Aufwand entsteht im Grunde nur bei der Fertigung des Trägers, der dann mit zwei oder mehr Startern bestückt werden muß. Dieser Aufwand ist aber vergleichsweise klein, verglichen mit einem Aufwand, den man treiben müßte, wenn man alle Motoren mit einer Beschaltung auf einem eigenen Träger versehen müßte.

Bevorzugterweise weist die Beschaltung eine Geschwindigkeitsregeleinrichtung auf. Vielfach sind Kompressoren von Kühlmöbelanordnungen mit einer Geschwindigkeitsregeleinrichtung versehen, die die Geschwindigkeit des Motors in Abhängigkeit vom Kältebedarf der Kühlmöbelanordnung einstellt. Man kann nun zwei oder mehr derartiger Geschwindigkeitsregeleinrichtungen auf einem einzigen Träger anordnen, so daß auch hier der mechanische Aufbau vereinfacht wird, weil zwischen dem Träger und dem nicht mit einem Träger versehenen Motor lediglich eine elektrische Verbindung herzustellen ist.

Vorzugsweise weisen die Geschwindigkeitsregeleinrichtungen einen gemeinsamen Zwischenkreis auf. Die Geschwindigkeitsregelung eines Motors erfolgt typischerweise mit Hilfe einer Motorsteuerung, die einen Gleichrichter, einen Zwischenkreis und einen Wechselrichter aufweist, wobei der Wechselrichter die Frequenz der Versorgungsspannung des Motors variiert. Der Motor ist hierbei typischerweise ein bürstenloser Gleichstrommotor. Wenn man nun beide Geschwindigkeitsregeleinrichtungen auf dem gemeinsamen Träger unterbringt, dann reicht auch ein gemeinsamer Zwischenkreis aus, d.h. man benötigt nur einen einzigen Gleichrichter und einen einzigen Zwischenkreis.

Vorzugsweise sind der zweite Motor und der Träger über eine Leitung miteinander verbunden, die zumindest an einem dem zweiten Motor zugeordneten Ende eine lösbare Kupplung aufweist, die mit einer Kupplungsgeometrie am zweiten Motor zusammenwirkt. Mit anderen Worten ist es möglich, den Träger zunächst am ersten Motor anzuordnen und dort zu befestigen und dann mit Hilfe der lösbaren Kupplung die elektrische Verbindung zwischen dem zweiten Motor und dem Träger herzustellen. Die lösbare Kupplung kann beispielsweise als Stecker ausgebildet sein, der auf aus dem zweiten Motor vorstehende Kontaktstifte aufgesetzt wird. Natürlich kann auch der Stecker Stifte aufweisen, die in entsprechende Kontaktöffnungen des zweiten Motors eingesetzt werden.

Auch ist von Vorteil, wenn der Träger über eine Trägerkupplung mit dem ersten Motor verbunden ist, die mit einer Kupplungsgeometrie am ersten Motor zusammenwirkt, die der Kupplungsgeometrie am zweiten Motor entspricht. Der Träger wird also am ersten Motor nicht nur mechanisch befestigt, sondern man stellt auch eine elektrische Verbindung zwischen dem Träger und dem ersten Motor her. Auch diese Verbindung kann als Steckverbindung ausgebildet sein. Wenn die Kupplungsgeometrie am ersten Motor mit der Kupplungsgeometrie am zweiten Motor übereinstimmt, dann wird die Montage wesentlich vereinfacht. Der Monteur muß im Grunde nicht mehr darauf achten, an welchem Motor er den Träger anbringt. Wenn der Träger an einem Motor befestigt und elektrisch mit dem ersten Motor verbunden ist, dann läßt sich über die Leitung problemlos eine elektrische Verbindung zu dem weiteren Motor herstellen.

Bevorzugterweise weist nur einer von mehreren elektrischen Motoren einen Träger auf, der die Beschaltungen aller übrigen elektrischen Motoren aufnimmt. Insbesondere dann, wenn mehr als zwei Motoren vorhanden sind, ist dies eine sehr einfache Ausgestaltung.

Vorzugsweise weist der Träger einen Netzanschluß auf, dessen Nulleiter und ggf. Schutzerde zum zweiten Motor weitergeführt sind. Man benötigt also für alle elektrischen Motoren nur einen einzigen Netzanschluß. Eine Gefährdung ist damit nicht verbunden, weil der Nulleiter und, falls vorhanden, die Schutzerde, zu den weiteren Motoren weitergeführt sind. Auch dies spart Kosten bei der Herstellung und bei der Montage ein.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß der Träger eine Schaltungsanschlußanordnung aufweist, an der eine Thermostatanordnung anschließbar ist. Eine Thermostatanordnung ermittelt die Temperatur im Kühl- oder Gefrierabteil der Kühlmöbelanordnung und steuert in Abhängigkeit von dieser Temperatur den Betrieb der elektrischen Motoren und damit die Leistung der Kompressoren. Wenn man nun eine Schaltungsanschlußanordnung am Träger vorsieht, dann kann man die Thermostatanordnung außerhalb des Trägers planieren und damit dort, wo die Temperatur erfaßt werden soll. Die Schaltungsanschlußanordnung bekommt dann sozusagen zentral die notwendigen Informationen für alle elektrischen Motoren.

Hierbei ist bevorzugt, daß die Thermostatanordnung für jeden Motor einen eigenen Schalter aufweist. Diese Schalter können beispielsweise bei unterschiedlichen Temperaturen betätigt werden. Es ist also möglich, die einzelnen elektrischen Motoren auch einzeln in Betrieb zu nehmen.

Vorzugsweise weist die Schaltungsanschlußanordnung eine Verbindung zur Phase des Netzanschluß auf. Man führt also die Phase, die normalerweise unter Spannung steht, direkt der Thermostatanordnung zu, die dann die Spannung gesteuert an Anschlüsse weitergibt, von denen sie, gegebenenfalls über die Starter, an die elektrischen Motoren weitergeleitet werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Kühlmöbelanordnung,

2 eine schematische Darstellung eines Trägers mit Bauelementen und Anschlüssen und

3 eine schematische Darstellung eines Schaltplans.

1 zeigt eine Kühlmöbelanordnung 1, hier in Gestalt einer Kühl-Verkaufsvitrine. Die Kühlmöbelanordnung 1 weist ein Kühlabteil 2 auf, das durch einen Deckel 3 verschlossen ist. Im übrigen ist das Kühlabteil 2 durch ein Gehäuse 4 und einen Boden 5 begrenzt. Auf dem Boden 5 ist eine Thermostatanordnung 6 angeordnet, die in hier nicht näher dargestellter Weise mehrere Schalter aufweist, die in Abhängigkeit von einer im Kühlabteil 2 herrschenden Temperatur ein- oder ausgeschaltet werden.

Ferner weist die Kühlmöbelanordnung mehrere Kompressoren 7, 8 auf, die in an sich bekannter Weise dazu verwendet werden, Kältemittel zu komprimieren, das in einem nicht näher dargestellten Kältemittelkreislauf in einem Verdampfer expandieren kann, um dem Kühlabteil 2 Wärme zu entziehen.

Jeder Kompressor 7, 8 ist von einem elektrischen Motor 9, 10 angetrieben, wobei die Motoren 9, 10 von der Thermostatanordnung 6 aus betätigt werden, wie dies weiter unten im Zusammenhang mit 3 dargestellt werden wird.

3 zeigt schematisch die Anordnung der beiden Kompressoren 7, 8 mit ihren Motoren 9, 10. Jeder Motor weist eine Hauptwicklung 11, 12 und eine Startwicklung 13, 14 auf. Die Startwicklung 13, 14 ist erforderlich, um den Motor anlaufen zu lassen. Sobald der Motor 9, 10 seine gewünschte Drehzahl erreicht hat, ist eine Stromversorgung der Hilfswicklungen 13, 14 nicht mehr notwendig und auch nicht erwünscht.

Um einen derartigen Betrieb vorsehen zu können, ist für jeden Motor 9, 10 eine Start-Hilfseinrichtung 15, 16 vorgesehen. Die Start-Hilfseinrichtung 15, 16, die auch kurz als "Starter" bezeichnet werden kann, kann verschiedene Ausgestaltungen haben. In einem einfachen Fall handelt es sich um einen PTC-Widerstand, der beim Start von dem durchlaufenden Strom erwärmt wird. Wegen der Wärme erhöht sich der ohmsche Widerstandswert des PTC-Widerstands, wodurch der durchlaufende Strom stark begrenzt wird. Eine andere Ausgestaltung eines Starters ist ein Stromrelais, das abschaltet, wenn der Strom durch die Hauptwicklung 11, 12 auf ein gewisses Niveau abgefallen ist. Dies ist ein Zeichen dafür, daß der Motor 9, 10 seine Drehgeschwindigkeit erreicht hat. Ein dritter Typ ist ein Spannungsrelais, das abschaltet, wenn die Spannung über die Startwicklung 13, 14 auf ein gewisses Niveau abgefallen ist.

Die beiden Start-Hilfseinrichtungen 15, 16 sind, wie dies insbesondere aus 2 zu erkennen ist, auf einem gemeinsamen Träger 17 angeordnet. Dieser Träger 17 ist in der Kühlmöbelanordnung 1 nur einmal vorhanden und am ersten Motor 9 befestigt.

Der Träger 17, der beispielsweise als gedruckte Schaltungsplatine ausgebildet sein kann, weist zunächst drei Anschlüsse 1820 auf, an denen ein Netzkabel 39 aufsteckbar ist. Bei diesen Anschlüssen handelt es sich um einen Anschluß 18 für Phase, einen Anschluß 19 für den Nulleiter und einen Anschluß 20 für Schutzerde. Wie aus 3 zu erkennen ist, sind die Anschlüsse 19 (Nullleiter) und 20 (Schutzerde) durch den Träger sozusagen durchgeschleift, so daß sie unmittelbar in eine Leitung 21 überführt werden können, die den Träger 17 mit dem zweiten Motor 10 verbindet.

Die Leitung 21 weist eine erste Steckeranordnung (nicht dargestellt) auf, die mit Anschlüssen 2225 am Träger 17 verbindbar ist. Bei diesen Anschlüssen handelt es sich um einen Anschluß 22 zur Spannungsversorgung, einen Anschluß 23 für die Startwicklung 14, einen Anschluß 24 für den Nulleiter und einen Anschluß 25 für die Schutzerde. Am anderen Ende weist die Leitung 21 einen nur schematisch dargestellten Stecker 26 auf, der mit einer Anschlußgeometrie am zweiten Motor 10 in Eingriff gebracht werden kann.

Der Träger weist auf seiner Rückseite, d.h. der den beiden Start-Hilfseinrichtungen 15, 16 abgewandten Seite, einen entsprechenden Stecker 27 mit mehreren Kontakten 2831 auf, so daß der Träger 17 mit dem Stecker 27 am ersten Motor 9 befestigt werden kann. Zusätzliche mechanische Befestigungsmöglichkeiten sind natürlich denkbar.

Die Thermostatanordnung 6 weist für jeden Motor 9, 10 einen Schalter 32, 33 auf, nämlich einen Thermoschalter 32 für den ersten Motor 9 und einen Thermoschalter 33 für den zweiten Motor 10.

Zur Verbindung mit der Thermostatanordnung 6 weist der Träger weitere Anschlüsse 3438 auf, nämlich einen Anschluß 34 für den ersten Motor 9, einen Anschluß 35 für den zweiten Motor 10, einen Anschluß 36 für Phase, einen Anschluß 37 für den Nulleiter und einen Anschluß 38 für die Schutzerde. Die letzten beiden Anschlüsse sind aus Gründen der Übersicht in der schematischen Darstellung der 3 nicht weiter verbunden.

Mit einer derartigen Ausgestaltung lassen sich die Herstellungskosten für eine Kühlmöbelanordnung 1 senken. Die Ersparnis liegt zwar derzeit nur im Bereich von 1 bis 2 Euro pro Kühlmöbel. Da es sich bei Kühlmöbelanordnungen aber um Produkte handelt, die in größeren Stückzahlen verkauft werden, macht sich diese Ersparnis bemerkbar.

Die Ersparnis besteht zunächst einmal darin, daß man nur einen Träger 17 für mehrere Motoren 9, 10 benötigt. Die Bestückung eines Trägers 17 mit zwei Start-Hilfseinrichtungen 15, 16 ist kostengünstiger als die Bestückung von zwei entsprechenden Trägern mit jeweils einer Start-Hilfseinrichtung 15, 16. Es ist zwar eine zusätzliche Leitung 21 erforderlich. Die Kosten für diese Leitung sind jedoch geringer, zumal man die Kosten einer zusätzlichen Netzzuleitung einspart.

Erhebliche Einsparungen ergeben sich auch bei der Montage. Man muß lediglich einen der Motoren 9, 10 mit einem Träger 17 versehen und den Träger 17 dort montieren. Der andere Motor 10 wird einfach über die Leitung 21 angeschlossen.

Im Grunde kann man auch mehr als zwei Motoren über einen einzigen Träger 17 versorgen, wenn dieser entsprechend ausgerüstet ist, also die entsprechende Anzahl von Start-Hilfseinrichtungen 15, 16 und Anschlüssen 2225 in mehrfacher Ausführung aufweist.

Man kann auf dem Träger 17 auch für jeden Motor 9, 10 eine Geschwindigkeitsregeleinrichtung vorsehen. Die Geschwindigkeitsregeleinrichtung regelt jeweils die Drehzahl eines Motors 9, 10. Die Geschwindigkeitsregelung eines Motors 9, 10 in einem Kompressor ist bekannt und erfolgt typischerweise mit Hilfe einer Motorsteuerung, die einen Gleichrichter, einen Zwischenkreis und einen Wechselrichter aufweist. Der Wechselrichter verändert die Frequenz der Versorgungsspannung des Motors 9, 10. Der Motor 9, 10 ist typischerweise ein bürstenloser Gleichstrommotor.

Wenn man nun beide Geschwindigkeitsregeleinrichtungen auf dem gemeinsamen Träger unterbringt, dann reicht auch ein einziger Zwischenkreis und ein einziger Gleichrichter aus, um zwei oder mehr Motoren zu versorgen. Für jeden Motor 9, 10 ist dann lediglich ein Wechselrichter erforderlich, um den Motor 9, 10 jeweils individuell ansteuern zu können.


Anspruch[de]
  1. Kühlmöbelanordnung mit mindestens zwei elektrischen Motoren als Kompressorantriebe, wobei jeder Motor eine Beschaltung aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschaltung (15) eines ersten Motors (9) auf einem Träger (17) angeordnet ist, auf dem auch die Beschaltung (16) eines zweiten Motors (10) angeordnet ist, und der Träger (17) mit dem ersten Motor (9) verbunden ist.
  2. Kühlmöbelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschaltung (15, 16) eine Start-Hilfseinrichtung aufweist.
  3. Kühlmöbelanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschaltung (15, 16) eine Geschwindigkeitsregeleinrichtung aufweist.
  4. Kühlmöbelanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeitsregeleinrichtungen einen gemeinsamen Zwischenkreis aufweisen.
  5. Kühlmöbelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Motor (10) und der Träger (17) über eine Leitung (21) miteinander verbunden sind, die zumindest an einem dem zweiten Motor (10) zugewandten Ende eine lösbare Kupplung (26) aufweist, die mit einer Kupplungsgeometrie am zweiten Motor (10) zusammenwirkt.
  6. Kühlmöbelanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (17) über eine Trägerkupplung (27) mit dem ersten Motor (9) verbunden ist, die mit einer Kupplungsgeometrie am ersten Motor (9) zusammenwirkt, die der Kupplungsgeometrie am zweiten Motor (10) entspricht.
  7. Kühlmöbelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß nur einer von mehreren elektrischen Motoren (9, 10) einen Träger (17) aufweist, der die Beschaltungen (16) aller übrigen elektrischen Motoren (10) aufnimmt.
  8. Kühlmöbelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (17) einen Netzanschluß (39; 1820) aufweist, dessen Neutralleitung (19) und ggf. Schutzerde (20) zum zweiten Motor (10) weitergeführt sind.
  9. Kühlmöbelanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (17) eine Schaltungsanschlußanordnung (3438) aufweist, an der eine Thermostatanordnung (6) anschließbar ist.
  10. Kühlmöbelanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Thermostatanordnung (6) für jeden Motor (9, 10) einen eigenen Schalter (32, 33) aufweist.
  11. Kühlmöbelanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltungsanschlußanordnung (3438) eine Verbindung zur Phase (18) des Netzanschluß aufweist.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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