CN1916407A - 线性压缩机特别是制冷压缩机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种线性压缩机(1)，特别是制冷压缩机，带有线性马达(4)和压缩单元(3)，其中所述线性马达包括外定子(18)、内定子(20)和位于外定子(18)和内定子(20)之间的间隙(21)内的电枢(22)，所述压缩单元具有气缸(8)和在气缸(8)中往复并且连接到电枢(22)的活塞(16)。本发明致力于简化压缩机的设计。为此，内定子(20)和外定子(18)通过马达盖(29)在两个轴向端相对于彼此保持和定位。

Description

线性压缩机特别是制冷压缩机
技术领域
本发明涉及一种线性压缩机，特别涉及一种制冷压缩机，带有线性马达和压缩单元，其中线性马达包括外定子、内定子和位于外定子和内定子之间的间隙内的电枢(armature)，压缩单元具有气缸和在气缸中往复并且连接到电枢的活塞。
背景技术
这种线性压缩机例如可从US 6 793 470 B2和US 2004/0047751 A1中得知。外定子和内定子经由定子端部的相对厚重的框架彼此连接。
这种设计重量相对较大，但并不是在所有的情况下都能够提供满意的运行结果，因为以这种方式很难以想要的精度在内定子和外定子之间制造电枢可在其中移动的间隙。
发明内容
本发明是基于简化压缩机设计的任务而做出的。
利用引言中提到的线性压缩机，该任务通过内定子和外定子借助于马达盖在两个轴向端相对于彼此保持和定位而得以解决。
这使得定子的单个部分可相对于彼此有唯一的和可靠的定向。马达盖和定子部分之间的连接可以相对弱化，因此此时不存在定子元件相对于马达盖倾斜的风险。马达盖将定子部分从两个轴向端相对于彼此固定在想要的定向中。
优选地，两个马达盖相同形成。这简化了储存和安装。另外，当线性马达至少大致对称时，这是有利的，因为这对磁力具有有利的影响并且允许电枢相对于定子沿两个移动方向的移动具有相似特性。
优选地，马达盖通过冲压和冷锻金属板部件制造。这减小了制造成本。同时，这有可能以足够的容差来制造各部分。
优选地，第一马达盖为气缸形成基座。因而，第一马达盖不仅相对于彼此固定了定子部分，而且还将气缸与马达对齐。这使得有可能以简单的方式保持气缸与马达对中。减小了摩擦损失。
优选地，第一马达盖通过中间件连接到气缸，所述中间件至少部分地形成气缸可插入到其中的中空圆柱体。该实施例给出了安装期间的优点。本发明致力于使得死体积，即，在活塞位于其上止点时由活塞、气缸限定边界的压缩室体积，尽可能的小。现在，这可以以简单的方式完成，因为在安装期间，活塞移动到其上止点，然后气缸在中间件中相对于活塞移动，直到达到想要的最小死体积为止。在该位置，气缸可随后例如通过焊接、软焊或胶粘连接到中间件。
优选地，中间件以减小的横截面环绕第一马达盖的一部分并且轴向支撑在第一马达盖上。这是一种将气缸经由中间件相对于马达定位的简单方式。马达盖定位在定子上。中间件径向地和轴向地定位在马达盖上。如上所述，气缸可相对于马达沿活塞的移动方向位移。在径向方向中，气缸被中间件充分固定。
优选地，第二马达盖带有共振弹簧布置。当线性马达连接到共振弹簧布置时，有利地是，其共振频率适应于线性马达的运行频率。在这种情况下，线性压缩机可以更小的能量消耗来运行。现在，共振弹簧布置可以简单的方式固定到第二马达盖上以得到共振弹簧布置对线性马达的径向和轴向的配置(allocation)。
在优选实施例中，保证内定子具有几个布置得形成圆柱形表面的内定子区段，每个内定子区段在各端具有径向向内的圆形凹部，所述圆形凹部与马达盖的圆形突起啮合。在这种情况下，内定子区段制成弯曲的元件。根据它们的数量，它们沿圆周方向覆盖了气缸外周的差不多三分之一或差不多四分之一。借助于马达盖的突起和径向内侧上的相应凹部，现在，内定子区段沿径向方向相对于彼此定位。
优选地，各个内定子区段的凹部的底部支撑在突起的端部上。因而，内定子区段也以高的精度沿轴向方向相对于彼此定位。突起的端部和凹部的底部以相应的精度制造，这样可确保轴向定位。
优选地，各个内定子区段端部的径向外侧具有凹部，所述凹部与从马达盖的前壁向外弯曲的折边(flap)啮合。因而，内定子区段从径向外侧和从径向内侧被支撑。它们以这种方式固定，即使更大的磁力也不能将它们压离其位置。
优选地，对于各个内定子区段，至少一个径向支撑件从突起突出，支撑件侧向邻接(next)内定子区段定位。因而，内定子区段也以简单的方式沿圆周方向固定。
在优选实施例中，保证外定子具有几个外定子区段，所述外定子区段倚靠在马达盖内侧并且沿圆周方向、在从马达盖向外弯曲的两个前壁部分之间定位。在其外周上，外定子区段可形成一些类型的多边形。在径向方向中，外定子区段的端部延伸超过由马达盖向外弯曲的两个前壁部分形成的开口。然后，这两个前壁部分将外定子区段保持在圆周方向中。
优选地，马达盖包括外突起，所述外突起沿轴向以预定长度环形环绕外定子区段。该外突起将外定子区段固定在径向外侧。
而且当外突起啮合在圆形凹部中时所述圆形凹部形成在外定子区段的端部是有利的。因而，盖的外径不用必须大于外定子的外径。
有利地，各个外定子区段的径向内侧支撑在从马达盖向外弯曲的内突起上。然后，该内突起抵抗径向向内的移动地固定外定子区段。所以目前为止提到的固定元件，其将外定子区段径向向外地或向内地或沿圆周方向固定，可通过冲压和弯曲工艺制造。因而，马达盖不再需要进一步的元件。这种马达盖的制造可仅以较少的在很大程度上可自动化的加工步骤来完成。
优选地，马达盖借助于螺栓夹紧在一起。这给出了将定子以所需的力保持在一起的足够的固定连接。
当活塞经由活塞杆连接到电枢和/或共振弹簧布置时也是有利的，其中所述活塞杆穿过马达盖以免接触的方式被引导。
附图说明
下面，将结合附图基于优选实施例描述本发明，其中：
图1是穿过线性压缩机的示意性纵剖视图；
图2是纵剖面中的线性压缩机定子的放大图；
图3是马达盖的透视图；
图4是马达盖的俯视图。
具体实施方式
图1示出了线性压缩机1，其位于密封封闭的壳体2中。
线性压缩机1具有压缩部分3、驱动部分4和共振弹簧布置5。由压缩部分3、驱动部分4和共振弹簧布置5形成的单元通过两个平面的环形弹簧6、7悬在壳体2中，每个环形弹簧形成为带有一个线圈的螺旋。环形弹簧6、7固定在驱动部分4上。
压缩部分3具有气缸8，气缸8的一端由气缸盖9覆盖。气缸8和气缸盖9以筒夹状的形式(cartridge-like manner)结合在壳体10中。吸入消声器11和压力消声器12固定在气缸盖9上。吸气消声器11连接到吸气开口13，压力消声器12连接到气缸盖中的压力开口14。
壳体10插入到中间环15中，中间环15连接到驱动部分4。在安装过程中，壳体10并且因而气缸8可沿气缸的轴向相对于中间环15在一定的限度内移动。如下文详述的那样，当气缸相对于驱动部分4到达预定位置时，壳体10例如通过焊接、软焊或胶粘固定在中间环15中。
活塞16位于气缸8中，活塞16与气缸8和气缸盖9一起限定了压缩室17的边界。在气缸与壳体10固定在中间件15之前，活塞16移动到其上止点(在图1中：右侧)，气缸8与壳体10移动，直到压缩室17到达其最小可允许的伸展范围。
驱动部分4具有线性马达。线性马达具有外定子18和内定子20，外定子18带有未详细示出的用来绕线的凹部19。外定子18和内定子20之间有一环形间隙21，电枢22可在该环形间隙21中移动。电枢带有永久磁铁23，所述磁铁通过两个外环24、25彼此连接。外环24、25可例如由塑料材料制成。外环24、25经由臂(未详细示出)连接到内环26、27，所述臂穿过内定子20中的槽而被引导。
内环26、27与活塞杆28连接，活塞杆28则连接到活塞16。
外定子18和内定子20经由马达盖29、30彼此连接，马达盖28、29通过螺栓31彼此紧固。螺栓平行于活塞杆28的移动方向延伸。
定子18、20也可以通过将马达盖29、30铆接或焊接到外定子18而彼此连接。
中间环15例如通过软焊、胶粘或焊接连接到气缸侧的马达盖30。
位于驱动部分4的端部处、与压缩部分3相对布置的共振弹簧布置5具有多个板簧33的弹簧组32。弹簧组32在中心区域34连接到活塞杆28。弹簧组32的外部部分35经由螺栓36连接到止挡壳37，止挡壳37形成了弹簧组32的止块。
在从弹簧组32突出的端部处，活塞杆28连接到油泵布置(oil pumparrangement)38，油泵布置38浸没在未详细示出的油槽中，所述油槽形成在壳体2的底部。
当位于凹部19中的绕组被赋能时，电枢22沿一个方向移动并且使得活塞杆28沿该方向移动。如果颠倒电流方向，电枢22与活塞杆28沿相反方向移动，从而沿相反方向移动活塞16。这会周期性地增加和减小压缩室17的体积。共振弹簧布置5适合电流的频率，这样由电枢22、活塞杆28、活塞16、油泵布置38和共振弹簧布置5的活动部分形成的线性压缩机1的可动部分共振振荡。
图2示出了驱动部分4的定子的放大图。相同的元件具有和图1相同的附图标记。
因为两个马达盖29、30都制造成相同，所以以下说明仅考虑马达盖30。然而，相同的内容可应用于马达盖29。
两个马达盖29、30都通过冲压和冷锻金属板部件制成。这意味着它们可以以成本高效的方式和以较少的自动加工步骤制造。
内定子20包括几个(在本例中为三个)内定子区段40，其中一个在图4中以虚线画出。
各个内定子区段40的端部在其径向内侧具有凹部41，其啮合环绕开口43的圆形突起42，活塞杆28通过该开口以免接触的方式被引导。在驱动部分外测活塞杆固定在压缩部分3中和共振弹簧布置5中时，这是有可能的。
现在，内定子区段40利用凹部41的底部支撑在突起42的端部。因而，内定子区段40相对于马达盖30沿轴向并且径向向内地固定。突起42的端部可以足够的精度制造。
在内定子区段40的径向外侧上还设置了环形凹部44，从马达盖30向外弯曲的折边45啮合在该环形凹部44中。向外弯曲导致了冲压的开口46，然而，该开口46是无关紧要的(uncritical)，因为它位于环形间隙21的区域中。
借助于折边45，各个内定子区段40被径向向外固定，折边45在其角的区域中啮合内定子区段40。
内定子区段40沿圆周方向的固定是通过径向延伸的支撑件47实现，该支撑件47侧向紧贴内定子区段40定位。
当两个马达盖29、30借助于螺栓31彼此轴向固定时，内定子区段40不能沿轴向移动，因为这里它们被马达盖29、30的端部保持。通过突起42防止了向着径向内侧的偏斜。通过一对啮合内定子区段40侧向区域的折边45防止了向着径向外侧的偏斜。通过支撑件47防止了圆周方向的偏斜。
以相似的方式，外定子18具有几个(在本实施例中为六个)外定子区段48，所述外定子区段48也支撑在马达盖29、30上。
如图2所示，外定子区段48在其径向外侧具有圆形凹部49，马达盖30的外突起50可啮合在该凹部中。外突起50径向向外地固定了外定子区段48。外定子区段48通过马达盖30的端部被沿轴向方向保持。
外定子区段48通过从马达盖30向外弯曲的前壁部分51被沿圆周方向保持。而且，这些前壁部分51被冲压然后向外弯曲。这形成了开口52，然而，这对于外定子区段48的定位是无关紧要的，因为它们仅覆盖了外定子区段48端面的部分(share)。
外定子区段48通过内突起53径向向内地被固定，其中一个内突起在图4中示出。当然，这种内突起53对于各个外定子区段48都是可用的。
然而，在许多情况下，这种内突起是根本不需要的，因为外定子区段48径向向内汇合。当它们通过马达盖30沿圆周方向保持在一起时，单个外定子区段48径向向内的偏斜实际上是不可能的。然而，内突起53可用作保险装置。
在这种实施例中，具有支撑件47的宽度的槽保持在单个内定子区段40之间。这些槽可被用来引导将环24、25连接到内环26、27的臂。
在图3和4中，可看到开口54，螺栓31通过该开口被引导从而将马达盖29、30彼此固定。而且，这些开口可在马达盖29、30的冲压期间制造。

Claims (17)

1、一种线性压缩机，特别是制冷压缩机，带有线性马达和压缩单元，其中所述线性马达包括外定子、内定子和位于外定子和内定子之间的间隙内的电枢，所述压缩单元具有气缸和在气缸中往复并且连接到电枢的活塞，其特征在于内定子(20)和外定子(18)通过马达盖(29)在两个轴向端相对于彼此保持和定位。
2、根据权利要求1所述的线性压缩机，其特征在于两个马达盖(29、30)相同形成。
3、根据权利要求1或2所述的线性压缩机，其特征在于马达盖(29、30)通过冲压和冷锻金属板部件制造。
4、根据权利要求1-3其中之一所述的线性压缩机，其特征在于第一马达盖(30)为气缸(8)形成基座。
5、根据权利要求4所述的线性压缩机，其特征在于第一马达盖(30)通过中间件(15)连接到气缸(8)，所述中间件(15)至少部分地形成气缸(8)可插入到其中的中空圆柱体。
6、根据权利要求5所述的线性压缩机，其特征在于中间件(15)以减小的横截面环绕第一马达盖(30)的一部分并且轴向支撑在第一马达盖(30)上。
7、根据权利要求1-6其中之一所述的线性压缩机，其特征在于第二马达盖(29)带有共振弹簧布置(5)。
8、根据权利要求1-7其中之一所述的线性压缩机，其特征在于内定子(20)具有几个布置得形成圆柱形表面的内定子区段(40)，每个内定子区段(40)在各端具有径向向内的圆形凹部(41)，所述圆形凹部与马达盖(29、30)的圆形突起(42)啮合。
9、根据权利要求8所述的线性压缩机，其特征在于各个内定子区段(40)的凹部(41)的底部支撑在突起(42)的端部上。
10、根据权利要求8或9所述的线性压缩机，其特征在于各个内定子区段(40)端部的径向外侧具有凹部(44)，所述凹部与从马达盖(29、30)的前壁向外弯曲的折边(45)啮合。
11、根据权利要求8-10其中之一所述的线性压缩机，其特征在于对于各个内定子区段(40)，至少一个径向支撑件(47)从突起(42)突出，支撑件(47)侧向邻接内定子区段(40)定位。
12、根据权利要求1-11其中之一所述的线性压缩机，其特征在于外定子(18)具有几个外定子区段(48)，所述外定子区段倚靠在马达盖(29、30)内侧并且沿圆周方向、在从马达盖(29、30)向外弯曲的两个前壁部分(51)之间定位。
13、根据权利要求12所述的线性压缩机，其特征在于马达盖(29、30)包括外突起(50)，所述外突起沿轴向以预定长度环形环绕外定子区段(48)。
14、根据权利要求13所述的线性压缩机，其特征在于外突起(50)啮合在圆形凹部(49)中，所述圆形凹部形成在外定子区段(48)的端部上。
15、根据权利要求13或14所述的线性压缩机，其特征在于各个外定子区段(48)的径向内侧支撑在从马达盖(29、30)向外弯曲的内突起(53)上。
16、根据权利要求1-15其中之一所述的线性压缩机，其特征在于马达盖(29、30)借助于螺栓(31)夹紧在一起。
17、根据权利要求1-16其中之一所述的线性压缩机，其特征在于活塞(16)经由活塞杆(28)连接到电枢(22)和/或共振弹簧布置(5)，所述活塞杆穿过马达盖(29、30)以免接触的方式被引导。
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