DE102005038783A1

DE102005038783A1 - linear compressor

Info

Publication number: DE102005038783A1
Application number: DE102005038783A
Authority: DE
Inventors: Poul Erik Hansen; Klaus Reinwand; Kaja Lenz; Jan Thomsen; Preben Bjerre; Frank Holm Iversen; Marten Nommensen
Original assignee: Danfoss Compressors GmbH
Current assignee: Danfoss Power Solutions Parchim GmbH
Priority date: 2005-08-17
Filing date: 2005-08-17
Publication date: 2007-02-22
Also published as: CN1952392A; US20070041856A1

Abstract

Es wird ein Linearverdichter (1) angegeben mit einem in einem Zylinder (8) hin und her bewegbaren Kolben (16), einem auf den Kolben (16) wirkenden Linearmotor und einer mit dem Kolben (16) verbundenen Resonanzfederanordnung (5). DOLLAR A Man möchte eine Beschädigung des Verdichters im Betrieb zuverlässig vermeiden können. DOLLAR A Hierzu ist vorgesehen, daß die Resonanzfederanordnung (5) einen dem oberen Totpunkt des Kolbens (16) zugeordneten festen Anschlag (48) aufweist.A linear compressor (1) is specified with a piston (16) which can be moved back and forth in a cylinder (8), a linear motor acting on the piston (16) and a resonance spring arrangement (5) connected to the piston (16). DOLLAR A You want to be able to reliably avoid damage to the compressor during operation. DOLLAR A For this purpose it is provided that the resonance spring arrangement (5) has a fixed stop (48) assigned to the top dead center of the piston (16).

Description

Die Erfindung betrifft einen Linearverdichter mit einem in einem Zylinder hin und her bewegbaren Kolben, einem auf den Kolben wirkenden Linearmotor und einer mit dem Kolben verbundenen Resonanzfederanordnung.The The invention relates to a linear compressor with one in a cylinder reciprocating piston, a linear motor acting on the piston and a resonance spring assembly connected to the piston.

Der Linearmotor eines derartigen Linearverdichters weist einen Stator und ein gegenüber dem Stator bewegbaren Anker auf, der mit dem Kolben verbunden ist. Wenn sich der Anker hin und her bewegt, wird der Kolben in entsprechender Weise hin und her bewegt und vergrößert und verkleinert dann einen Kompressionsraum im Zylinder. Mit dem Kolben oder mit dem Anker ist eine Resonanzfederanordnung verbunden, die auf die Betriebsfrequenz des Linearmotors abgestimmt ist. Der Linearmotor wird dann in der Resonanzfrequenz der Feder betrieben.Of the Linear motor of such a linear compressor has a stator and one opposite the stator movable armature, which is connected to the piston. When the armature moves back and forth, the piston is in corresponding Ways back and forth and then increases and decreases one Compression space in the cylinder. With the piston or with the anchor a resonance spring arrangement is connected, which is at the operating frequency the linear motor is tuned. The linear motor is then in the Resonant frequency of the spring operated.

Bei einem Kolben, der durch einen Rotationsmotor über eine Kurbelwelle angetrieben wird, läßt sich die Position des Kolbens im oberen Totpunkt genau festlegen. Dies ist bei einem Linearmotor nicht möglich. Über eine Auslegung des Linearmotors läßt sich zwar für jeweils einen Betriebsbereich festlegen, wo sich der obere Totpunkt des Kolbens etwa befindet, also der Totpunkt, an dem der Kompressionsraum im Zylinder seine kleinste Ausdehnung hat. Sobald sich aber die Betriebsbedingungen ändern, beispielsweise die Drücke in einem Kältesystem, das vom Linearverdichter versorgt wird, besteht die Gefahr, daß der Kolben an der Stirnseite des Zylinders anschlägt. Da sich dort üblicherweise Einlaß- und Auslaßventile befinden, kann ein derartiges Anschlagen zu erheblichen Beschädigungen führen. Würde man einen Sicherheitsabstand verwenden, wird der verbleibende Totraum im Zylinder zu groß, was den Wirkungsgrad verschlechtert.at a piston driven by a rotary engine via a crankshaft becomes, lets itself Set the position of the piston exactly at top dead center. This is not possible with a linear motor. About a design of the linear motor let yourself though for each define an operating range where the top dead center the piston is about, so the dead center at which the compression space in the cylinder has its smallest extent. As soon as the Change operating conditions, for example, the pressures in a refrigeration system, which is supplied by the linear compressor, there is a risk that the piston strikes at the front of the cylinder. Because there usually Inlet- and exhaust valves Such striking can cause serious damage to lead. Would you use a safety margin, the remaining dead space too big in the cylinder, which degrades the efficiency.

Ein Linearverdichter der eingangs genannten Art ist aus US 6 783 335 B2 bekannt. Die Resonanzfeder ist auf der dem Kolben abgewandten Seite des Ankers angeordnet. Mit der Resonanzfeder ist eine Anti-Kollisionsvorrichtung verbunden, die ein elastisches Element und ein Dämpfungselement aufweist. Bei übermäßiger Bewegung des Kolbens schlägt die Resonanzfeder mit ihrem mittleren Abschnitt an das Dämpfungselement an, wobei der Aufprall weiterhin durch das elastische Element gedämpft wird, das sich zum Dämpfen elastisch verformt. Eine definierte Endposition des Kolbens ist auf diese Weise jedoch nicht einstellbar.A linear compressor of the type mentioned is out US Pat. No. 6,783,335 B2 known. The resonance spring is arranged on the side facing away from the piston of the armature. An anti-collision device having an elastic element and a damping element is connected to the resonance spring. In excessive movement of the piston, the resonance spring strikes with its central portion of the damping element, wherein the impact is further attenuated by the elastic member which elastically deformed for damping. However, a defined end position of the piston is not adjustable in this way.

US 6 056 519 zeigt eine mögliche Ausbildung einer Resonanzfederanordnung. Die Resonanzfeder besteht aus einem Stapel aus mehreren Blattfeder-Platten, wobei jede Federplatte mehrere ineinander verschlungene Federarme aufweist, die durch Schlitze in den Platten gebildet sind. US 6 056 519 shows a possible embodiment of a resonance spring arrangement. The resonant spring consists of a stack of a plurality of leaf spring plates, each spring plate having a plurality of interlaced spring arms, which are formed by slots in the plates.

US 6 755 627 B2 zeigt einen weiteren Linearverdichter mit einer Anti-Kollisionsvorrichtung, die am kolbenseitigen Ende des Ankers zwischen dem Stator und dem Anker angeordnet ist. Der Anker schlägt vor dem Erreichen des oberen Totpunkts des Kolbens an einem Federarm an und bewegt ihn solange, bis der Federarm an einem elastischen Dämpfungselement anschlägt. Das elastische Dämpfungselement ist noch in gewisser Weise verformbar, allerdings mit einem erhöhten Widerstand. Auch damit läßt sich eine definierte Endposition des Kolbens im Grunde nicht einstellen. US Pat. No. 6,755,627 B2 shows another linear compressor with an anti-collision device, which is arranged at the piston-side end of the armature between the stator and the armature. The armature strikes before reaching the top dead center of the piston on a spring arm and moves it until the spring arm abuts an elastic damping element. The elastic damping element is still deformable in some way, but with an increased resistance. Even so, a defined end position of the piston can not be set basically.

US 6 779 984 B2 schlägt einen anderen Weg vor. Hier ist ein Sensor vorgesehen, der das Erreichen des oberen Totpunkts des Kolbens anzeigt. Der Sensor steuert dann die elektrische Versorgung des Linearmotors so, daß ein Anschlagen des Kolbens an die Stirnwand des Zylinders verhindert wird. Eine derartige Steuerung ist jedoch relativ aufwendig. US Pat. No. 6,779,984 B2 suggests another way. Here, a sensor is provided which indicates the reaching of the top dead center of the piston. The sensor then controls the electrical supply of the linear motor so that a striking of the piston is prevented at the end wall of the cylinder. However, such control is relatively expensive.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Beschädigung des Verdichters im Betrieb zuverlässig vermeiden zu können.Of the Invention is based on the object, damage to the compressor during operation reliable to be able to avoid.

Diese Aufgabe wird bei einem Linearverdichter der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Resonanzfederanordnung einen dem oberen Totpunkt des Kolbens zugeordneten festen Anschlag aufweist.These Task is in a linear compressor of the type mentioned solved by that the Resonant spring arrangement associated with the top dead center of the piston has firm stop.

Der Anschlag stellt also eine eindeutige und feste Stopp-Position für den Kolben im oberen Totpunkt dar. Wenn sich der Kolben im oberen Totpunkt befindet, dann liegt die Resonanzfederanordnung an dem Anschlag an und erlaubt keine weitere Bewegung mehr. Ein Dämpfungselement, das sich bei Erreichen des Anschlags verformen könnte, ist nicht vorhanden und auch nicht notwendig. Wenn die Feder am Anschlag anliegt, dann ist sie bereits verformt worden. Je stärker die Verformung ist, desto größer ist auch der Verformungswiderstand. Der Aufprall der Resonanzfederanordnung auf den Anschlag erfolgt also im Bereich einer niedrigeren Geschwindigkeit, wodurch das Anschlagen im Grunde bereits gedämpft ist.Of the Stop thus provides a clear and fixed stop position for the piston at top dead center. When the piston is at top dead center, then the resonance spring assembly abuts the stop and allows no more movement. A damping element that comes with Reaching the stop could deform, is absent and also not necessary. If the spring abuts against the stop, then is they have already been deformed. The stronger the deformation, the better is larger also the deformation resistance. The impact of the resonance spring arrangement so the attack takes place in the range of a lower speed, which the hitting is basically already muted.

Vorzugsweise sind der Zylinder und der Anschlag während der Montage des Linearvedichters in Bewegungsrichtung des Kolbens relativ zueinander verlagerbar. Dies erlaubt es, den Totraum im Zylinder auf einfache Weise einzustellen. Der Kolben wird durch eine äußere Kraft soweit bewegt, daß die Resonanzfederanordnung am Anschlag anliegt. Der Kolben befindet sich damit in seinem "oberen Totpunkt", d.h. in der Position, in der der Verdichtungsraum im Zylinder seine kleinste Ausdehnung haben soll. In dieser Position wird nun der Zylinder relativ zum Kolben soweit verschoben, daß der Totraum das gewünschte minimale Volumen hat. In dieser Position wird der Zylinder dann festgelegt, beispielsweise mit einer Halterung verbunden, die ihrerseits wiederum mit dem Stator des Linearmotors verbunden ist.Preferably, the cylinder and the stopper are displaceable relative to one another during the assembly of the linear preheater in the direction of movement of the piston. This makes it possible to easily adjust the dead space in the cylinder. The piston is moved by an external force to the extent that the resonance spring assembly abuts against the stop. The piston is thus in his "top dead In this position, the cylinder is now displaced relative to the piston so far that the dead space has the desired minimum volume, and the cylinder is then fixed in this position , For example, connected to a holder, which in turn is in turn connected to the stator of the linear motor.

Vorzugsweise weist die Resonanzfederanordnung mindestens eine Blattfeder auf, die sich bei einer Bewegung des Kolbens in Richtung auf seinen oberen Totpunkt nach und nach an den Anschlag anlegt. Damit wird ein abruptes Anschlagen der Resonanzfederanordnung an den Anschlag vermieden. Vielmehr vermindert sich die freie Federlänge mit der Bewegung des Kolbens zu seinem oberen Totpunkt hin nach und nach, was zur Folge hat, daß die Steifigkeit der Resonanzfederanordnung entsprechend vergrößert wird. Wenn die Blattfeder dann vollständig am Anschlag anliegt, hat der Kolben seinen oberen Totpunkt erreicht. Wenn die Blattfeder während des Druckhubs des Verdichters sukzessiv auf dem Anschlag abrollen kann, werden Anschlaggeräusche vermindert und die Lebensdauer der Blattfeder erhöht. Außerdem läßt sich durch die Form, insbesondere die Steigung, des Anschlags die Charakteristik des Resonanzfedersystems sehr genau einstellen. Gleiche Blattfedern können also für verschiedene Verdichter eingesetzt werden. Einfluß auf die Federeigenschaften kann man dann über den Anschlag nehmen.Preferably the resonance spring arrangement has at least one leaf spring, which is due to a movement of the piston in the direction of its upper Dead center gradually applies to the stop. This will be an abrupt Striking the resonant spring arrangement avoided at the stop. Much more decreases the free spring length with the movement of the piston towards its top dead center and after, which has the consequence that the Stiffness of the resonance spring assembly is increased accordingly. When the leaf spring is fully engaged Stop abuts, the piston has reached its top dead center. When the leaf spring during The pressure stroke of the compressor successively roll on the stop can, stop noise be reduced and increases the life of the leaf spring. In addition, can be due to the shape, in particular the slope, the stop the characteristic of the resonance spring system set very precisely. Same leaf springs can therefore be used for different compressors become. Influence on The spring properties can then take over the stop.

Vorzugsweise ist der Anschlag in einem Anschlaggehäuse angeordnet, dessen Erstreckung an den Querschnitt des Linearmotors angepaßt ist. Mit anderen Worten hat das Anschlaggehäuse den gleichen Außendurchmesser wie der Linearmotor, wobei Abweichungen in beide Richtungen in gewissem Umfang möglich sind, solange das Anschlaggehäuse nicht mit einer Kapsel kollidiert, in der der Linearmotor angepaßt ist. Man kann dann den Platz, der durch die Kapsel zur Verfügung gestellt wird, in vollem Umfang ausnutzen, so daß die Resonanzfederanordnung relativ groß ausgebildet werden kann.Preferably the stop is arranged in a stop housing whose extension adapted to the cross section of the linear motor. In other words has the stop housing the same outside diameter like the linear motor, with deviations in both directions in a certain way Scope possible are, as long as the stop housing is not collided with a capsule in which the linear motor is adapted. You can then use the space provided by the capsule is, in full benefit, so that the resonance spring assembly formed relatively large can be.

Vorzugsweise weist die Blattfeder im unbelasteten Zustand einen vorbestimmten Abstand zum Anschlaggehäuse auf. Die Blattfeder kann sich also zunächst ein Stück bewegen, bevor sie beginnt, sich am Anschlag anzulegen.Preferably has the leaf spring in the unloaded state a predetermined Distance to the stop housing on. So the leaf spring can move a little bit before it starts to put on the stop.

Vorzugsweise weist der Anschlag eine konvexe Anlagefläche auf. Die Blattfeder kommt also nicht über die gesamte Breite ihrer Federarme an der Anlagefläche zur Anlage, sondern nur an einem Teilbereich, weil der Anschlag gewölbt ist. Dadurch kann ein eventuelles Festkleben der Blattfeder verhindert werden, das sich beispielsweise durch einen Schmierölfilm ergeben könnte. Außerdem werden übermäßige Spannungen im Material der Blattfeder verhindert, falls die Blattfeder nicht genau parallel zur Anlagefläche, sondern mit einer Kante auf das Anschlaggehäuse auftrifft. Auch dadurch ist es möglich, Geräusche kleinzuhalten.Preferably the stop has a convex contact surface. The leaf spring comes so not over the entire width of their spring arms on the contact surface for Plant, but only at a partial area, because the stop is arched. This can be a possible sticking of the leaf spring can be prevented which could result, for example, from a lubricating oil film. There will also be excessive tension prevented in the material of the leaf spring, if the leaf spring is not exactly parallel to the contact surface, but impinges with an edge on the stop housing. Also by it is it possible to keep the noise down?

Vorzugsweise weist die Blattfeder mindestens einen bogenförmig geführten Arm auf. Dadurch läßt sich ein relativ langer Arm realisieren, d.h. die Länge des Armes ist nicht durch den Radius des Anschlaggehäuses begrenzt.Preferably the leaf spring has at least one curved arm. This can be done realize a relatively long arm, i. the length of the arm is not through the radius of the stop housing limited.

Hierbei ist bevorzugt, daß die Blattfeder mehrere bogenförmige Arme aufweist, die nach Art von mehreren Spiralen angeordnet und ineinander verschlungen sind. Dadurch ist es auf einfache Weise möglich, ein Kippmoment auf den Anker oder den Kolben zu verhindern. Die Federsteifigkeit kann erhöht werden. Es steht für alle Arme eine ausreichende Länge zur Verfügung.in this connection it is preferred that the Leaf spring several arcuate Arms arranged in the manner of several spirals and intertwined. This makes it easy possible, to prevent a tilting moment on the armature or the piston. The spring stiffness can be increased become. It is all arms a sufficient length to disposal.

Vorzugsweise weist die Blattfeder einen ringförmig ausgebildeten Außenabschnitt auf, von dem aus sich die Arme nach radial innen erstrecken. Der Außenabschnitt kann dann zur Befestigung der Blattfeder am Anschlaggehäuse verwendet werden. Das Anschlaggehäuse kann beispielsweise erhabene Stützflächen aufweisen, an denen die Blattfeder am Gehäuse anliegt.Preferably the leaf spring has an annular shape trained outdoor section on, from which the arms extend radially inward. The outer section can then be used to attach the leaf spring to the stopper housing become. The stop housing may for example have raised support surfaces, where the leaf spring on the housing is applied.

Auch ist von Vorteil, wenn im Außenabschnitt Befestigungsöffnungen vorgesehen sind, wobei sich Schlitze, die benachbarte Arme voneinander trennen, bis in einen Bereich zwischen den Befestigungsöffnungen erstrecken. Man kann dann auch noch einen Teil des Außenabschnitts für die Länge der Federarme nutzen. Gleichzeitig kann man durch die Befestigungsöffnungen Schrauben führen, die die Feder dann relativ zum Anschlaggehäuse positionsrichtig festhalten. Ein Verdrehen der Blattfeder gegenüber dem Federgehäuse wird dadurch ausgeschlossen.Also is advantageous if in the outer section mounting holes are provided, wherein slots, the adjacent arms from each other separating, into an area between the mounting holes extend. You can then also a part of the outer section for the Length of Use spring arms. At the same time you can through the mounting holes Lead screws, then hold the spring positionally correct relative to the stop housing. A twisting of the leaf spring relative to the spring housing is thereby excluded.

Bevorzugterweise weisen die Blattfeder und das Anschlaggehäuse eine Positionierhilfseinrichtung auf, die eine winkelmäßige Zuordnung von Blattfeder und Anschlaggehäuse relativ zueinander sicherstellt. Wenn die Blattfeder mit mehreren spiralförmig geführten Armen ausgebildet ist, dann ist es zweckmäßig, dafür zu sorgen, daß jedem Arm ein entsprechender spiralförmig geführter Anschlag im Anschlaggehäuse gegenübersteht. Je genauer man die Zuordnung von Anschlag und Arm sicherstellen kann, desto genauer läßt sich das Arbeitsverhalten des Linearmotors steuern.preferably, have the leaf spring and the stopper housing a positioning aid on that an angular assignment of leaf spring and stop housing ensures relative to each other. When the leaf spring with several spirally out Poor, it is appropriate to ensure that everyone Arm a corresponding spiral guided Stop in the stop housing faces. The more accurately one can ensure the assignment of stop and arm, the more accurate it is control the working behavior of the linear motor.

Vorzugsweise weist die Blattfeder in einem zentralen Bereich eine Öffnung auf, durch die ein mit dem Kolben verbundenes Element geführt ist. Die Arme sind also in der Mitte durch den zentralen Bereich miteinander verbunden. Die Öffnung ist eine einfache Möglichkeit, die Feder mit dem Kolben bzw. über den Anker mit dem Kolben zu verbinden.Preferably, the leaf spring in an central region has an opening through which an element connected to the piston is guided. The arms are so in the middle by the central Be richly interconnected. The opening is an easy way to connect the spring to the piston or via the armature to the piston.

Vorzugsweise ist der Anschlag auf einer dem Zylinder abgewandten Seite des Linearmotors angeordnet. Dort steht genügend Raum zur Verfügung. Der Anschlag stört also weder die Bewegung des Kolbens im Zylinder noch muß man konstruktive Maßnahmen treffen, um einen Raum für den Anschlag an dem zylinderseitigen Ende des Linearmotors vorzusehen.Preferably is the stop on a side facing away from the cylinder of the linear motor arranged. There is enough Space available. Of the Stop interferes So neither the movement of the piston in the cylinder nor you have to constructive measures meet a room for to provide the stop on the cylinder-side end of the linear motor.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Hierin zeigen:The Invention will be described below with reference to a preferred embodiment described in conjunction with the drawing. Herein show:

1 einen schematischen Längsschnitt durch einen Linearverdichter, 1 a schematic longitudinal section through a linear compressor,

2 eine Draufsicht auf eine Blattfeder, 2 a top view of a leaf spring,

3 eine Draufsicht auf einen Anschlag, 3 a top view of a stop,

4 einen Schnitt IV-IV nach 3, 4 a section IV-IV after 3 .

5 eine schematische Darstellung der Federcharakteristik der Resonanzfeder, 5 a schematic representation of the spring characteristic of the resonant spring,

6 eine perspektivische Darstellung der Resonanzfederanordnung und 6 a perspective view of the resonant spring assembly and

7 die Resonanzfederanordnung nach 6 teilweise im Schnitt. 7 the resonance spring arrangement after 6 partly in section.

1 zeigt einen Linearverdichter 1, der in einer hermetisch geschlossenen Kapsel 2 angeordnet ist. 1 shows a linear compressor 1 in a hermetically sealed capsule 2 is arranged.

Der Linearverdichter 1 weist einen Verdichterabschnitt 3, einen Antriebsabschnitt 4 und eine Resonanzfederanordnung 5 auf. Die aus Verdichterabschnitt 3, Antriebsabschnitt 4 und Resonanzfederanordnung 5 gebildete Einheit ist über zwei ebene Ringfedern 6, 7, die jeweils als Spirale mit einer Windung ausgebildet sind, in der Kapsel 2 aufgehängt. Die Ringfedern 6, 7 sind dabei am Antriebsabschnitt 4 befestigt.The linear compressor 1 has a compressor section 3 , a drive section 4 and a resonance spring assembly 5 on. The from compressor section 3 , Drive section 4 and resonance spring assembly 5 formed unit is about two flat ring springs 6 . 7 , which are each formed as a spiral with a turn, in the capsule 2 suspended. The ring springs 6 . 7 are on the drive section 4 attached.

Der Verdichterabschnitt 3 weist einen Zylinder 8 auf, dessen eine Stirnseite von einem Zylinderkopf 9 abgedeckt ist. Zylinder 8 und Zylinderkopf 9 sind durch eine Kapsel 10 nach Art einer Patrone zusammengefaßt. Am Zylinderkopf 9 ist ein Saugschalldämpfer 11 und ein Druckschalldämpfer 12 befestigt. Der Saugschalldämpfer 11 steht mit einer Saugöffnung 13 und der Druckschalldämpfer 12 steht mit einer Drucköffnung 14 im Zylinderkopf in Verbindung.The compressor section 3 has a cylinder 8th on, whose one end face of a cylinder head 9 is covered. cylinder 8th and cylinder head 9 are through a capsule 10 summarized in the manner of a cartridge. At the cylinder head 9 is a suction muffler 11 and a pressure muffler 12 attached. The suction silencer 11 stands with a suction opening 13 and the pressure silencer 12 stands with a pressure opening 14 in the cylinder head in connection.

Die Kapsel 10 ist in einen Zwischenring 15 eingesetzt, der mit dem Antriebsabschnitt 4 verbunden ist. Bei der Montage läßt sich die Kapsel 10 und damit der Zylinder 8 in Axialrichtung des Zylinders relativ zum Zwischenring 15 in gewissen Grenzen verschieben. Wenn, wie wei ter unten näher erläutert werden wird, eine vorbestimmte Position des Zylinders relativ zum Antriebsabschnitt 4 erreicht ist, wird die Kapsel 10 im Zwischenring 15 befestigt, beispielsweise durch Schweißen, Löten oder Kleben.The capsule 10 is in an intermediate ring 15 used with the drive section 4 connected is. During assembly, the capsule can be 10 and thus the cylinder 8th in the axial direction of the cylinder relative to the intermediate ring 15 within certain limits. If, as will be explained in more detail below, a predetermined position of the cylinder relative to the drive portion 4 is reached, the capsule is 10 in the intermediate ring 15 fixed, for example by welding, soldering or gluing.

Im Zylinder 8 ist ein Kolben 16 angeordnet, der gemeinsam mit dem Zylinder 8 und dem Zylinderkopf 9 einen Verdichtungsraum 17 begrenzt.In the cylinder 8th is a piston 16 arranged, in common with the cylinder 8th and the cylinder head 9 a compression room 17 limited.

Der Antriebsabschnitt 4 weist einen Linearmotor auf. Der Linearmotor weist einen Außenstator 18 mit einer Ausnehmung 19 für eine nicht näher dargestellte Wicklung und einen Innenstator 20 auf. Zwischen dem Außenstator 18 und dem Innenstator 20 befindet sich ein Ringspalt 21, indem ein Anker 22 bewegbar ist. Der Anker trägt Permanentmagnete 23, die durch zwei Ringe 24, 25 miteinander verbunden sind. Die Ringe 24, 25 können beispielsweise aus Kunststoff gebildet sein. Die Ringe 24, 25 sind mit Innenringen 26, 27 verbunden und zwar über nicht näher dargestellte Arme, die durch Schlitze im Innenstator 20 geführt sind.The drive section 4 has a linear motor. The linear motor has an external stator 18 with a recess 19 for a winding, not shown, and an inner stator 20 on. Between the outer stator 18 and the inner stator 20 there is an annular gap 21 by placing an anchor 22 is movable. The anchor carries permanent magnets 23 passing through two rings 24 . 25 connected to each other. The Rings 24 . 25 may be formed, for example, of plastic. The Rings 24 . 25 are with inner rings 26 . 27 connected and although not shown arms through slots in the inner stator 20 are guided.

Die Innenringe 26, 27 sind mit einer Kolbenstange 28 verbunden, die wiederum mit dem Kolben 16 verbunden ist.The inner rings 26 . 27 are with a piston rod 28 connected, in turn, with the piston 16 connected is.

Der Außenstator 18 und der Innenstator 20 sind durch Motordeckel 29, 30 miteinander verbunden, die durch Schraubbolzen 31 gegeneinander verspannt sind. Die Schraubbolzen sind dabei parallel zur Bewegungsrichtung der Kolbenstange 28 geführt.The outside stator 18 and the inner stator 20 are through engine cover 29 . 30 connected to each other by bolts 31 are braced against each other. The bolts are parallel to the direction of movement of the piston rod 28 guided.

Der Zwischenring 15 ist mit dem zylinderseitigen Motordeckel 30 verbunden, beispielsweise durch Schweißen, Kleben oder Löten. Durch die konzentrische Ausführung von Motordeckel 30, Zwischenring 15, Kapsel 10 und Zylinder 8 wird erreicht, daß die Längsachsen von Kolbenstange 28 und Zylinder 8 zusammenfallen. Dies vermindert die Reibungsverluste zwischen Kolben und Zylinder. Eventuelle geringfügige Toleranzfehler werden durch ein Kugelgelenk zwischen Kolbenstange und Kolben ausgeglichen.The intermediate ring 15 is with the cylinder-side engine cover 30 connected, for example by welding, gluing or soldering. Due to the concentric design of engine cover 30 , Intermediate ring 15 , Capsule 10 and cylinders 8th is achieved that the longitudinal axes of piston rod 28 and cylinders 8th coincide. This reduces the friction losses between piston and cylinder. Any minor tolerance errors are compensated by a ball joint between piston rod and piston.

Die Resonanzfederanordnung 5, die an einem dem Verdichterabschnitt 3 gegenüberliegenden Ende des Antriebsabschnitts 4 angeordnet ist, weist ein Federpaket 32 aus mehreren Blattfedern 33 auf. Das Federpakete 32 ist in einem mittleren Bereich 34 mit der Kolbenstange 28 verbunden. Ein Außenabschnitt 35 des Federpakets 32 ist über Bolzen 36 mit einem Anschlaggehäuse 37 verbunden, das einen Anschlag für das Federpaket 32 bildet.The resonance spring arrangement 5 at one of the compressor section 3 opposite end of the drive section 4 is arranged, has a spring package 32 from several leaf springs 33 on. The spring packages 32 is in a middle range 34 with the piston rod 28 connected. An outside cut 35 of the spring package 32 is about bolts 36 with a stop housing 37 connected, which is a stop for the spring package 32 forms.

Die Kolbenstange 28 ist an ihrem aus dem Federpaket 32 herausstehenden Ende mit einer Ölpumpenanordnung 38 verbunden, die in einen nicht näher dargestellten Ölsumpf eintaucht, der sich im unteren Teil der Kapsel 2 bildet.The piston rod 28 is at her from the spring package 32 protruding end with an oil pump assembly 38 connected, which dips into an unspecified oil sump, located in the lower part of the capsule 2 forms.

Wenn die in der Ausnehmung 19 angeordnete Wicklung mit Strom beschickt wird, dann bewegt sich der Anker 22 in eine Richtung und nimmt dabei die Kolbenstange 28 in diese Richtung mit. Wird die Richtung des Stromes umgedreht, bewegt sich der Anker 22 mit der Kolbenstange 28 in die entgegengesetzte Richtung und bewegt dementsprechend auch den Kolben 16 in die entgegengesetzte Rich tung. Dabei wird das Volumen des Verdichtungsraums 17 periodisch vergrößert und verkleinert. Die Resonanzfederanordnung 5 ist auf die Frequenz des Stromes abgestimmt, so daß der bewegliche Teil des Linearverdichters 1, der durch den Anker 22, die Kolbenstange 28, den Kolben 16, die Ölpumpenanordnung 38 und den bewegten Teil der Resonanzfederanordnung 5 gebildet ist in Resonanz schwingt.When in the recess 19 arranged winding is charged with electricity, then moves the anchor 22 in one direction, taking the piston rod 28 in that direction. If the direction of the current is reversed, the anchor moves 22 with the piston rod 28 in the opposite direction and accordingly moves the piston 16 in the opposite direction. At the same time the volume of the compression chamber becomes 17 periodically enlarged and reduced. The resonance spring arrangement 5 is tuned to the frequency of the current, so that the moving part of the linear compressor 1 that by the anchor 22 , the piston rod 28 , the piston 16 , the oil pump assembly 38 and the moving part of the resonant spring assembly 5 is formed resonates in resonance.

2 zeigt nun eine Blattfeder 33 in Draufsicht mit dem Außenbereich 35 und dem mittleren Bereich 34. Der mittlere Bereich 34 weist eine Öffnung 39 auf, durch die die Kolbenstange 28 geführt ist. Im Außenbereich sind mehrere Befestigungsöffnungen 40 angeordnet, durch die die Bolzen 36 geführt sind, um das Federpaket 32 mit dem Anschlaggehäuse 37 zu verbinden. 2 now shows a leaf spring 33 in plan view with the outside area 35 and the middle area 34 , The middle area 34 has an opening 39 on, through which the piston rod 28 is guided. In the outdoor area are several mounting holes 40 arranged through which the bolts 36 are guided to the spring package 32 with the stop housing 37 connect to.

Der mittlere Bereich 34 ist mit dem Außenbereich 35 über mehrere Arme 41, im vorliegenden Ausführungsbeispiel drei Arme 41, verbunden. Diese Arme sind spiralförmig angeordnet, wobei jede Spirale praktisch einen Winkel von 360° zurücklegt.The middle area 34 is with the outdoor area 35 over several arms 41 , in the present embodiment, three arms 41 , connected. These arms are arranged spirally, with each spiral practically covering an angle of 360 °.

Die Arme 41 sind von Schlitzen 42 umgeben. Die Schlitze 42 erstrecken sich bis in den Außenabschnitt 35, also in einen Bereich zwischen Befestigungsöffnungen 40.The poor 41 are from slits 42 surround. The slots 42 extend into the outer section 35 , ie in an area between mounting holes 40 ,

Wenn nun der mittlere Bereich 34 mit einer Kraft beaufschlagt wird, dann verlagert sich relativ zum Außenabschnitt 35 und zwar, bezogen auf die Darstellung der 2 senkrecht zur Zeichenebene. Dies gilt auch dann, wenn mehrere Blattfedern 33 zu einem Federpaket 32 zu sammengesetzt sind. 6 zeigt das Federpaket 32 in ausgelenktem Zustand.If now the middle range 34 is applied with a force, then shifts relative to the outer portion 35 namely, based on the representation of 2 perpendicular to the drawing plane. This is true even if multiple leaf springs 33 to a spring package 32 are too sammengesetzt. 6 shows the spring package 32 in a distracted state.

Das Anschlaggehäuse 37, das in 3 in Draufsicht und in 4 im Schnitt dargestellt ist, weist zunächst Gewindebohrungen 43 auf, in die die Bolzen 36 geschraubt werden können, um das Federpaket 32 am Anschlaggehäuse 37 zu befestigen. Die Verbindung des Federpakets 32 mit dem Anschlaggehäuse 37 kann natürlich auch mit anderen geeigneten Mitteln erfolgen, z.B. mit Hilfe von Nieten. Die Gewindebohrungen 43 sind von einem Vorsprung 44 umgeben, der dafür sorgt, daß das Federpaket 32 im nicht ausgelenkten Zustand einen vorbestimmten Abstand zum Anschlaggehäuse 37 hat.The stop housing 37 , this in 3 in plan view and in 4 is shown in section, initially has threaded holes 43 on, in which the bolts 36 can be screwed to the spring package 32 at the stop housing 37 to fix. The connection of the spring package 32 with the stop housing 37 Of course, it can also be done with other suitable means, eg with the help of rivets. The threaded holes 43 are from a lead 44 surrounded, which ensures that the spring package 32 in the non-deflected state a predetermined distance from the stop housing 37 Has.

Das Anschlaggehäuse weist ferner eine zentrische Öffnung 45 auf, durch die die Kolbenstange 28 geführt ist. Schließlich weist das Anschlaggehäuse 37 noch zwei Positionierbohrungen 46 auf, durch die nicht näher dargestellte Passtifte geführt werden können, die dann mit entsprechenden Positionierbohrungen 47 in der Blattfeder 33 sicherstellen, daß das Federpaket 32 auch eine vorbestimmte winkelmäßige Ausrichtung zum Anschlaggehäuse 37 aufweist.The stop housing further has a central opening 45 on, through which the piston rod 28 is guided. Finally, the stop housing 37 two more positioning holes 46 on, can be performed by the unillustrated pins, which then with corresponding positioning holes 47 in the leaf spring 33 Make sure the spring package 32 also a predetermined angular orientation to the stop housing 37 having.

Das Anschlaggehäuse 37 weist für jeden Arm 41 einen Anschlag 48 auf, der in Form eines kontinuierlich verlaufenden Vorsprungs, der vom Anschlaggehäuse 37 in Richtung auf das Federpaket vorsteht, ebenfalls spiralförmig von radial außen nach radial innen verläuft. Wie insbesondere aus 4 zu erkennen ist, weist der Anschlag 48 eine konvex gerundete Oberfläche auf, an der der Arm 41 jeweils zur Anlage kommt. Damit wird vermie den, daß ein am Anschlag 48 anliegender Arm 41 aufgrund eines Ölfilms haften bleibt oder mit einer Kante am Anschlag 48 anschlägt. Vielmehr trifft jeder Arm 41 immer nur einen Teil der Oberfläche des gewölbten Anschlags 48.The stop housing 37 points for each arm 41 a stop 48 on, in the form of a continuous projection extending from the stop housing 37 projecting in the direction of the spring assembly, also spirally extending from radially outside to radially inside. As in particular from 4 can be seen, the stop indicates 48 a convex rounded surface on which the arm 41 each comes to the plant. This will avoid that one on the stop 48 attached arm 41 due to an oil film sticks or with an edge on the stop 48 strikes. Rather, every arm hits 41 always only a part of the surface of the arched stop 48 ,

Die Anschläge 48 sind so auf die Arme 41, genauer gesagt das Verformungsverhalten der Arme 41 abgestimmt, daß sich die Arme 41 bei einer Verlagerung des mittleren Bereichs 34 in Richtung auf das Anschlaggehäuse 37 nach und nach an den Anschlägen 48 anlegen. Mit anderen Worten rollen die Arme 41 an den Anschlägen 48 ab. Die Anlagefläche der Arme 41 an den Anschlägen 48 vergrößert sich also mit einem zunehmenden Hub des mittleren Bereichs 34. Der genaue Verlauf der Anschläge 48 läßt sich durch einfache Berechnungen oder Versuche herausfinden. Beispielsweise kann man die Steigung der Anschläge 48 von außen nach innen verändern.The attacks 48 are so on your arms 41 , more precisely, the deformation behavior of the arms 41 tuned that arms 41 with a shift of the middle range 34 in the direction of the stop housing 37 gradually to the attacks 48 invest. In other words, your arms are rolling 41 at the attacks 48 from. The contact surface of the arms 41 at the attacks 48 thus increases with an increasing stroke of the central area 34 , The exact course of the attacks 48 can be found out by simple calculations or experiments. For example, you can see the slope of the stops 48 change from outside to inside.

Mit zunehmender Anlage der Arme 41 an die Anschläge 48 verkürzt sich der freie und damit für eine federnde Eigenschaft zur Verfügung stehende Abschnitt der Arme 41. Dementsprechend wird das Federpaket 32 um so steifer, je weiter sich das Federpaket 32 an das Anschlaggehäuse 37 annähert. Dieser Verlauf ist in 5 dargestellt. Hier ist eine Kraft F, die zur Verformung benötigt wird, über einer Verlagerung X des mittleren Bereichs 34 gegenüber dem Außenbereich 35 aufgetragen. Es ist erkennbar, daß an einem Anschlagpunkt P auch eine Vergrößerung der Kraft nicht zu einer weiteren Verlagerung des mittleren Bereichs 34 führt. In diesem Fall liegt nämlich das Federpaket 32 mit seinem mittleren Bereich 34 vollständig an den Anschlägen 48 an.With increasing attachment of the arms 41 to the attacks 48 shortens the free and thus available for a resilient property section of the arms 41 , Accordingly, the spring package 32 the stiffer the further the spring package 32 to the stop housing 37 approaches. This course is in 5 shown. Here, a force F required for deformation is above a displacement X of the central region 34 opposite the outdoor area 35 applied. It can be seen that at an anchor point P and an increase in the force does not lead to a further displacement of the middle range 34 leads. In this case, namely, the spring package 32 with its middle area 34 completely at the stops 48 at.

Daraus ist zu erkennen, daß das Stoppen der Bewegung des Kolbens nicht abrupt erfolgt, sondern die Bewegung des Kolbens 16 wird durch eine kontinuierlich steigende Bremskraft gebremst. Dadurch ergibt sich ein geräuscharmer Betrieb mit wenig Verschleiß.It can be seen that the stopping of the movement of the piston is not abrupt, but the movement of the piston 16 is slowed down by a continuously increasing braking force. This results in a quiet operation with little wear.

Zur Montage kann man nun das Federpaket 32, das über die Kolbenstange 28 bereits mit dem Kolben 16 verbunden ist, zur Anlage an das Anschlaggehäuse 37 bringen. Diese Position entspricht dem oberen Totpunkt des Kolbens 16. Der Zylinder 8 wird dann mit seiner Kapsel 10 soweit in den Zwischenring 15 verschoben, daß der Verdichtungsraum 17 sein minimales Volumen einnimmt. Dementsprechend besteht zwischen dem Kolben 16 und dem Zylinderkopf 9 der minimale Abstand. In dieser Position wird dann die Kapsel 10 mit dem Zwischenring 15 verbunden.For assembly you can now the spring package 32 that over the piston rod 28 already with the piston 16 is connected, for engagement with the stop housing 37 bring. This position corresponds to the top dead center of the piston 16 , The cylinder 8th then with his capsule 10 so far in the intermediate ring 15 moved that the compaction space 17 its minimal volume. Accordingly, there is between the piston 16 and the cylinder head 9 the minimum distance. In this position then the capsule 10 with the intermediate ring 15 connected.

Von der dargestellten Ausführungsform kann in vielerlei Hinsicht abgewichen werden. Anstelle einer Resonanzfederanordnung 5, die nur Blattfedern 33 aufweist, kann man auch eine Kombination aus mindestens einer Blattfeder 33, die bis zum Anschlaggehäuse 37 bewegbar ist, und einer Schrauben- oder Spiralfeder verwendet werden. In jedem Fall muß aber sichergestellt werden, daß die Resonanzfederanordnung 5 die Bewegung des Kolbens 16 absolut begrenzt.From the illustrated embodiment may be departed from in many ways. Instead of a resonant spring arrangement 5 that only leaf springs 33 also has a combination of at least one leaf spring 33 leading to the stop housing 37 is movable, and a coil or coil spring are used. In any case, it must be ensured that the resonance spring arrangement 5 the movement of the piston 16 absolutely limited.

Claims

A linear compressor having a piston which can be moved back and forth in a cylinder, a linear motor acting on the piston and a resonance spring arrangement connected to the piston, characterized in that the resonance spring arrangement ( 5 ) one the top dead center of the piston ( 16 assigned fixed stop ( 48 ) having.

Linear compressor according to claim 1, characterized in that the cylinder ( 8th ) and the stop ( 48 ) during the installation of the Linearvisitor ( 1 ) in the direction of movement of the piston ( 16 ) are displaceable relative to each other.

Linear compressor according to claim 1 or 2, characterized in that the resonance spring arrangement ( 5 ) at least one leaf spring ( 33 ), which during a movement of the piston ( 16 ) towards its top dead center gradually to the stop ( 48 ) applies.

Linear compressor according to one of claims 1 to 3, characterized in that the stop ( 48 ) in a stop housing ( 37 ) is arranged, whose extension is adapted to the cross section of the linear motor.

Linear compressor according to claim 4, characterized in that the leaf spring ( 33 ) in the unloaded state a predetermined distance from the stop housing ( 37 ) having.

Linear compressor according to one of claims 1 to 5, characterized in that the stop ( 48 ) has a convex contact surface.

Linear compressor according to one of claims 3 to 6, characterized in that the leaf spring ( 33 ) at least one curved arm ( 41 ) having.

Linear compressor according to claim 7, characterized in that the leaf spring ( 33 ) several arcuate arms ( 41 ), which are arranged in the manner of several spirals and intertwined.

Linear compressor according to claim 7 or 8, characterized in that the leaf spring ( 33 ) an annular outer portion ( 35 ), from which the arms ( 41 ) extend radially inward.

Linear compressor according to claim 9, characterized in that in the outer section ( 35 ) Mounting holes ( 40 ) are provided, wherein slots ( 42 ), the neighboring arms ( 41 ) from each other to an area between the mounting holes ( 40 ).

Linear compressor according to one of claims 3 to 10, characterized in that the leaf spring ( 33 ) and the stop housing ( 37 ) a positioning aid ( 46 . 47 ) having an angular relationship of leaf spring ( 33 ) and stop housing ( 37 ) ensures relative to each other.

Linear compressor according to one of claims 3 to 11, characterized in that the leaf spring ( 33 ) in a central area ( 34 ) an opening ( 39 ) through which one with the piston ( 16 ) connected element ( 28 ) is guided.

Linear compressor according to one of claims 1 to 12, characterized in that the stop ( 48 ) on a cylinder ( 8th ) facing away from the linear motor is arranged.