DE10100394A1 - Federtragstruktur für linearen Kompressor - Google Patents

Federtragstruktur für linearen Kompressor

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Federtragstruktur für einen linearen Kompressor, die in der Lage ist, die horizontale Länge des Kompressors zu verringern, indem die Gesamtlänge verringert wird, welche die Länge der inneren Resonanzfeder zu der Länge der äußeren Resonanzfeder addiert, indem wenigstens drei innere Resonanzfedern und äußere Resonanzfedern derart angeordnet werden, daß sie sich in zylindrischer Richtung vertikal zu der Mittellinie der inneren/äußeren Federträger überkreuzen, die zwischen einer fest auf einem federnd innerhalb des Gehäuses angeordneten Rahmen ausgebildeten inneren Statoranordnung und äußeren Statoranordnung angeordnet sind, um die Magnetanordnung die lineare Hin- und Herbewegung durchführen zu lassen, und indem ein Teil des federnden Bereiches der inneren Resonanzfeder derart angeordnet wird, daß er sich mit dem federnden Bereich der angrenzenden äußeren Resonanzfeder überlappt.

Description

Hintergrund der Erfindung 1. Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen linearen Kompressor, insbesondere eine Tragstruktur für eine Resonanzfeder, die eine Antriebsvorrichtung für einen linearen Motor federnd trägt.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Allgemein besteht ein linearer Kompressor aus einem Kolben, der an einer Magnetanordnung befestigt ist, welche eine Antriebsvorrichtung für einen einstückig mit einer Kurbelwelle ausgebildeten linearen Motor bildet, wie in Abb. 1 beschrieben.
Wie in Abb. 1 gezeigt, umfaßt der konventionelle lineare Kompressor ein Gehäuse V, in welches Öl gefüllt wird, eine horizontal in dem Gehäuse V angeordnete Verdichtungseinheit zum Verdichten und Entsorgen eines Kühlmittels nach dem Ansaugen und eine Ölzufuhrvorrichtung O, die auf dem Außenbereich der Verdichtungseinheit C befestigt ist, um das Öl dem Gleitbereich zuzuführen.
Hiernach wird jetzt die Bauweise der Verdichtungseinheit C mit einer Tragstruktur für eine Feder beschrieben.
Die Verdichtungseinheit C umfaßt einen Rahmen 1 mit einer Ringform, eine auf der Seite des Rahmens 1 befestigte Abdeckung 2, einen horizontal auf der Mitte des Rahmens 1 befestigten Zylinder 3, eine innere Statoranordnung 4A, die auf dem den Zylinder 3 tragenden Innenumfang des Rahmens 1 befestigt ist, eine fest auf dem Außenumfang des Rahmens 1 derart angeordnete äußere Statoranordnung 4B, daß sie einen bestimmten Leerraum zu dem Außenumfang der inneren Statoranordnung 4A bildet, um ein induziertes Magnetfeld mit der inneren Statoranordnung 4A auszubilden, eine in dem Leerraum zwischen der inneren Statoranordnung 4A und äußeren Statoranordnung 4B angeordnete Magnetanordnung zur Ausführung einer linearen Hin- und Herbewegung, einen auf der Magnetanordnung 5 als ein Körper befestigten Kolben 6 zum Verdichten des Kühlgases nach seinem Ansaugen während des Ausführens einer Gleitbewegung innerhalb des Zylinders 3, und eine innere Resonanzfeder 7A und eine äußere Resonanzfeder 7B, um die lineare Hin- und Herbewegung der Magnetanordnung 5 kontinuierlich in dem Leerraum zwischen der inneren Statoranordnung 4A und äußeren Statoranordnung 4B zu induzieren.
Die innere und äußere Resonanzfeder 7A, 7B sind zusammengedrückte Schraubenfedern, wobei die beiden Enden der inneren Resonanzfeder 7A getrennt mit der Rückseite des Rahmens 1 und der Innenseitenfläche der Magnetanordnung 5 verbunden sind, und die beiden Enden der äußeren Resonanzfeder 7B getrennt mit der Außenseitenfläche der Magnetanordnung 5 und der Innenseitenfläche der Abdeckung, welche der Außenseitenfläche der Magnetanordnung 5 entspricht, verbunden sind.
Zusätzlich kann in der Tragstruktur der Resonanzfeder auf der Innenseite 7A und der Resonanzfeder auf der Außenseite 7B jede hochelastische Schraubenfeder auf der konzentrischen Achse angeordnet sein, oder wenigstens drei relativ wenig elastische Schraubenfedern können auf demselben Umfang derart angeordnet sein, daß sie einander mit einem bestimmten Abstand gegenüberliegen.
Eine nicht beschriebene Bezugszahl 5a ist ein Magnetrahmen, 6a ist ein Gasstromkanal, 8 ist ein Einlaßventil, 9a ist ein Auslaßventil, 9b ist eine Ventilfeder, 9c ist eine Auslaßabdeckung, SP ist ein Einleitrohr und DP ist ein Ableitungsrohr.
Die Bedienung des konventionellen linearen Kompressors wird jetzt beschrieben.
Wenn an den Stator des linearen Motors mit der inneren Statoranordnung 4A und der äußeren Statoranordnung 4B Strom angelegt und das induzierte Magnetfeld erzeugt wird, führt die Magnetanordnung 5 als die zwischen den Statoren angeordnete Antriebsvorrichtung die lineare Hin- und Herbewegung durch das induzierte Magnetfeld aus, und der Kolben 6 führt die Hubbewegung innerhalb des Zylinders 3 durch.
Während der Kolben 6 die Hubbewegung innerhalb des Zylinders 3 ausführt, wird das in das Gehäuse V geleitete Kühlgas innerhalb des Zylinders 3 verdichtet, wird dann durch Betätigen des Auslaßventils 9a einer Auslaßventilanordnung 9 in die Auslaßabdeckung 9c abgeleitet und wird durch das Ableitungsrohr DP abgeleitet. Das beschriebene Verfahren wird wiederholt durchgeführt.
Wenn die Magnetanordnung 5 die lineare Bewegung horizontal mittels des induzierten Magnetfeldes zwischen der inneren Statoranordnung 4A und der äußeren Statoranordnung 4B durchführt, werden hierbei die innere Resonanzfeder 7A und die äußere Resonanzfeder 7B zusammengedrückt und in einander gegenüberliegende Richtungen gestreckt, wodurch die Magnetanordnung 5 und der Kolben 6 die Hin- und Herbewegung durchführen.
Da bei der Federtragstruktur des konventionellen linearen Kompressors, wie in Abb. 2A und 2B dargestellt, jedoch die innere Resonanzfeder und äußere Resonanzfeder auf derselben axialen Linie auf beiden Seiten des zwischen ihnen angeordneten Magnetrahmens angeordnet sind, wie in Abb. 3 dargestellt, umfaßt die horizontale Länge der Federtragstruktur des Kompressors die Gesamtlänge L zusätzlich der Länge der inneren Resonanzfeder L1 und der Länge der äußeren Resonanzfeder L2, wodurch die horizontale Gesamtlänge des Kompressors verlängert wird.
Zusammenfassung der Erfindung
Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung besteht darin eine Federtragstruktur für einen linearen Kompressor zu liefern, welche in der Lage ist, die Länge des Kompressors in horizontaler Richtung zu verringern, indem der Nachteil der konventionellen Federtragstruktur für den linearen Kompressor behoben wird.
Zum Erreichen dieses Ziels umfaßt die Federtragstruktur des linearen Kompressors gemäß der vorliegenden Erfindung einen federnd in einem Gehäuse angeordneten Rahmen, eine zwischen einer fest auf dem Rahmen angeordneten inneren Statoranordnung und äußeren Statoranordnung angeordnete Magnetanordnung und eine innere Resonanzfeder und eine äußere Resonanzfeder mit getrennter Phasendifferenz, die derart angeordnet sind, daß sie sich in einem bestimmten Abstand in der zylindrischen Richtung vertikal zu der Mittellinie der mit der Seite der Magnetanordnung verbundenen inneren/äußeren Federträger kreuzen und sich ein Teil des federnden Bereiches der inneren Resonanzfeder mit dem federnden Bereich der angrenzenden äußeren Resonanzfeder überlappt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Abb. 1 ist eine Querschnittsansicht, welche den konventionellen linearen Kompressor illustriert.
Abb. 2A ist eine Querschnittsansicht, die den Tragzustand einer Resonanzfeder des konventionellen linearen Kompressors illustriert.
Abb. 2B ist eine Perspektivansicht, welche den Tragzustand der Resonanzfeder des konventionellen linearen Kompressors illustriert.
Abb. 3 ist eine schematische Ansicht, welche die Länge der Resonanzfeder des konventionellen linearen Kompressors illustriert.
Abb. 4 ist eine Querschnittsansicht, welche die Ausführung eines linearen Kompressors gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert.
Abb. 5A ist eine Perspektivansicht, die den Tragzustand einer Resonanzfeder des linearen Kompressors gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert.
Abb. 5B ist eine Perspektivansicht, die den Tragzustand einer Resonanzfeder des linearen Kompressors gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert.
Abb. 6 ist eine schematische Ansicht, welche die Länge der Resonanzfeder des linearen Kompressors gemäß der vorliegenden Erfindung illustriert.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführung
Hiernach wird jetzt die bevorzugte Ausführung der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben.
Dieselben Teile wie in der konventionellen Technologie tragen dieselben Bezugszahlen und die Beschreibung ihrer Bauweise wird abgekürzt.
Zum Erreichen dieses Ziels wird jetzt eine Federtragstruktur für einen linearen Kompressor der vorliegenden Erfindung wie hiernach beschrieben.
Zunächst umfaßt die Federtragstruktur für den linearen Kompressor der vorliegenden Erfindung einen äußeren Federträger 15 auf der Seitenfläche eines in einer Magnetanordnung 10 enthaltenen Magnetrahmens 11, ein Scheibenabstandsstück 14 mit einer Scheibenform und einen inneren Federträger 13, welcher in einem bestimmten Winkel zu dem äußeren Federträger 15 derart gedreht wird, daß er sich mit einem Schenkel 15B des äußeren Federträgers 15 überkreuzt, wobei der innere Federträger 13 auf einer konzentrischen axialen Linie durch eine bestimmte Verbindungsvorrichtung, wie einen Bolzen, befestigt ist.
Und die Federtragstruktur für den linearen Kompressor der vorliegenden Erfindung umfaßt ferner eine Vielzahl von inneren Resonanzfedern 20A, welche zwischen einem Stützvorsprung 11a für die inneren Resonanzfedern, der auf der Rückseite eines Rahmens 1 ausgebildet ist, und einem Stützvorsprung 11a für die inneren Resonanzfedern, der auf dem inneren Federträger 13 ausgebildet ist, angeordnet sind, und eine Vielzahl von äußeren Resonanzfedern 20B, welche zwischen einem Stützvorsprung 11b für die äußeren Resonanzfedern, der auf dem äußeren Federträger 15 ausgebildet ist, und einem Stützvorsprung 11b für die äußeren Resonanzfedern, der auf der Innenseitenfläche einer Abdeckung 2 ausgebildet ist, angeordnet sind.
Die Magnetanordnung umfaßt einen Magnetrahmen 11 mit einer Scheibenform, der an dem hinteren Ende eines Kolbens 6 in Form eines Flansches befestigt ist, einen Magnethalter 12 mit einer zylindrischen Form, der zwischen der inneren Statoranordnung 4a und der äußeren Statoranordnung 4B nach Befestigung an dem äußeren Umfang des Magnetrahmens 11 angeordnet ist, und eine Magnetabdeckung mit einer Ringform zum Abdecken einer Vielzahl von Magneten, die auf dem äußeren Umfang des Magnethalters 12 angeordnet sind und so geschützt werden.
Hiernach wird jetzt die Bauweise der inneren/äußeren Federträger 13, 15 und des scheibenartigen Abstandsstückes 14 in Einzelheiten beschrieben.
Wie in Abb. 5A und 5B dargestellt, umfaßt der an dem Magnetrahmen 10 befestigte äußere Federträger 15 die Scheibe 15a mit einem bestimmten Hohlraum im Mittelbereich, eine Vielzahl von zu dem Kolben 6 hin gebogenen und einstückig mit der Scheibe 15a entlang des äußeren Umfangs der Scheibe 15a ausgebildeten und mit regelmäßigem Abstand angeordneten Schenkeln 15b und den an dem Ende des Schenkels 15b ausgebildeten Stützvorsprung 11b für die äußere Resonanzfeder. Hierbei sind die Schenkel 15b derart ausgebildet, daß sie wieder zu der Abdeckung 2 hin gebogen sind. Und der innere Federträger 13 umfaßt eine Scheibe 13a mit einem bestimmten Hohlraum im Mittelbereich, eine Vielzahl von zu der Abdeckung 2 hin gebogenen und einstückig mit der Scheibe 13a entlang des äußeren Umfangs der Scheibe 13a ausgebildeten und mit regelmäßigem Abstand angeordneten Schenkeln 13b, und den an dem Ende des Schenkels 13b ausgebildeten Stützvorsprung 11a für die innere Resonanzfeder. Hierbei sind die Schenkel 13b derart ausgebildet, daß sie wieder zu dem Kolben 6 hin gebogen sind.
Es ist ratsam, die inneren/äußeren Federträger 13, 15 zugleich in einem Preßverfahren auszubilden.
Das als eine Scheibe ausgebildete scheibenartige Abstandsstück 14 mit einem bestimmten Hohlraum im Mittelbereich ist zwischen den inneren/äußeren Federträgern 13, 15 befestigt, um die Verbindung der inneren/äußeren Federträger 13, 15 sicherer zu gestalten.
Ferner sind der Stützvorsprung 11a für die inneren Resonanzfedern und der Stützvorsprung 11b für die äußeren Resonanzfedern, die auf den inneren/äußeren Federträgern 13, 15, dem Rahmen 1 und der Abdeckung 2 ausgebildet sind, derart angeordnet, daß sie sich kreuzen, wobei jeder Stützvorsprung 11a für die inneren Resonanzfedern auf demselben Umfang wie die anderen Stützvorsprünge für die inneren Resonanzfedern ausgebildet ist, und jeder Stützvorsprung 11b für die äußeren Resonanzfedern, welcher derart angeordnet ist, daß er eine bestimmte Phasendifferenz mit dem Stützvorsprung 11a für die inneren Resonanzfedern aufweist, auf demselben Umfang wie die anderen Stützvorsprünge 11b für die äußeren Resonanzfedern ausgebildet ist.
Ferner ist die innere Resonanzfeder 20A zwischen dem Stützvorsprung 11a für die inneren Resonanzfedern, der auf dem inneren Federträger 13 ausgebildet ist, und dem Stützvorsprung 11a für die inneren Resonanzfedern, der auf der Rückseite des Rahmens 1 ausgebildet ist, befestigt. Zusätzlich ist die äußere Resonanzfeder 20B zwischen dem auf dem äußeren Federträger 15 ausgebildeten Stützvorsprung 11b für die äußeren Resonanzfedern und dem auf der Innenseitenfläche der Abdeckung 2 ausgebildeten Stützvorsprung 11b für die äußeren Resonanzfedern befestigt.
Zusätzlich weisen die vier inneren Resonanzfedern 20A und vier äußeren Resonanzfedern 20B die gleiche Elastizität auf, wobei jeder innere Resonanzfeder 20A und äußere Resonanzfeder 20B derart angeordnet ist, daß sie sich in zylindrischer Richtung vertikal zu der Mittellinie der inneren/äußeren Federträger 13, 15 mit einem bestimmten Abstand überkreuzen.
Außerdem überlappt sich ein Teil des federnden Bereiches der inneren Resonanzfeder 20A oder äußeren Resonanzfeder 20B mit dem federnden Bereich der angrenzenden äußeren Resonanzfeder 20B oder inneren Resonanzfeder 20A.
In den anliegenden Zeichnungen steht die nicht beschriebene Bezugszahl 6a für einen Gasströmkanal, 8 ist ein Einlaßventil, 9a ist ein Auslaßventil, 9b ist eine Ventilfeder, 9c ist eine Auslaßabdeckung, C ist eine Verdichtungseinheit, O ist eine Ölzufuhrvorrichtung, SP ist ein Einlaßrohr und DP ist ein Auslaßrohr.
Die Funktionsweise des linearen Kompressors der vorliegenden Erfindung ist dieselbe wie bei dem konventionellen linearen Kompressor.
Mit anderen Worten, wenn an den Stator des linearen Motors mit der inneren Statoranordnung 4A und der äußeren Statoranordnung 4B Strom angelegt und das induzierte Magnetfeld erzeugt wird, führt die Magnetanordnung 5 als die zwischen den Statoren angeordnete Antriebsvorrichtung die lineare Hin- und Herbewegung durch das induzierte Magnetfeld aus, und der Kolben 6 führt die Hubbewegung innerhalb des Zylinders 3 durch. Wenn der Kolben 6 die Hubbewegung innerhalb des Zylinders 3 ausführt, wird das in das Gehäuse V geleitete Kühlgas innerhalb des Zylinders 3 verdichtet, wird dann durch Betätigen des Auslaßventils 9a der Auslaßventilanordnung 9 in die Auslaßabdeckung 9c abgeleitet und wird durch das Ableitungsrohr DP abgeleitet. Das oben beschriebene Verfahren wird wiederholt durchgeführt.
Wie in Abb. 6 dargestellt, ist die innere Resonanzfeder 20A hierbei derart angeordnet, daß sie sich mit der äußeren Resonanzfeder 20B überkreuzt, wobei das hintere Ende der inneren Resonanzfeder 20B derart angeordnet ist, daß es sich mit dem vorderen Ende der äußeren Resonanzfeder 20B überlappt, wodurch die Länge L' von dem vorderen Ende der inneren Resonanzfeder 20A bis zu dem hinteren Ende der äußeren Resonanzfeder 20B kürzer ist als die Gesamtlänge L, welche die Länge L1 der inneren Resonanzfeder 7A zu der Länge L2 der äußeren Resonanzfeder 7B addiert, so daß dementsprechend die Gesamtlänge der Verdichtungseinheit verringert wird. Da die horizontale Länge des Kompressorgehäuses V verringert werden kann, können verschiedene Produkte, welche den linearen Kompressor der vorliegenden Erfindung nutzen, miniaturisiert werden.
Wie oben beschrieben, ist die Federtragstruktur des linearen Kompressors gemäß der vorliegenden Erfindung in der Lage, die horizontale Länge des Kompressors zu verringern, indem die Gesamtlänge verringert wird, welche die Länge der inneren Resonanzfeder zu der Länge der äußeren Resonanzfeder addiert, indem wenigstens drei innere Resonanzfedern und äußere Resonanzfedern, welche beide Seiten der Magnetanordnung tragen, derart angeordnet werden, daß sie sich in zylindrischer Richtung vertikal zu der Mittellinie der inneren/äußeren Federträger überkreuzen, um die Magnetanordnung die lineare Hin- und Herbewegung mit dem Kolben durchführen zu lassen, und daß sich ein Teil des federnden Bereiches der inneren Resonanzfeder mit einem Teil des federnden Bereiches der angrenzenden äußeren Resonanzfeder überlappt.

Claims (10)

1. Federtragstruktur für einen linearen Kompressor mit:
einem federnd innerhalb eines Gehäuses angeordneten Rahmen;
einer Magnetanordnung, die zwischen einer inneren Statoranordnung und einer äußeren Statoranordnung, die auf dem Rahmen fest angebracht sind, angeordnet ist;
einem an der Seite der Magnetanordnung befestigten Magnetrahmen;
einem an der Seitenfläche des Magnetrahmens derart befestigten äußeren Federträger, daß er einen Stützbereich für eine äußere Resonanzfeder bildet;
einem scheibenartigen Abstandsstück, daß derart an dem inneren Federträger befestigt ist, daß ein bestimmter Abstand ausgebildet wird;
einem an der Seitenfläche des scheibenartigen Abstandsstückes derart befestigten inneren Federträger, daß er einen Stützbereich für eine innere Resonanzfeder bildet; und
einer Vielzahl von inneren Resonanzfedern und äußeren Resonanzfedern mit einer derart getrennt angeordneten Phasendifferenz, daß sie sich in einem bestimmten Abstand in der zylindrischen Richtung vertikal zu der Mittellinie der inneren/äußeren Federträger überkreuzen.
2. Federtragstruktur für den linearen Kompressor gemäß Anspruch 1, bei welcher sich ein Teil des federnden Bereiches der inneren Resonanzfeder mit einem Teil des federnden Bereiches der angrenzenden äußeren Resonanzfeder überlappt.
3. Federtragstruktur für den linearen Kompressor gemäß Anspruch 1, bei welcher ein Stützvorsprung für die innere Resonanzfeder und ein Stützvorsprung für die äußere Resonanzfeder zum Tragen der inneren Resonanzfeder und äußeren Resonanzfeder vorspringend an dem Ende der Vielzahl von Schenkeln ausgebildet sind, welche auf den inneren/äußeren Federträgern in Umfangsrichtung derart ausgebildet sind, daß sie der Anzahl von inneren und äußeren Resonanzfedern entsprechen.
4. Federtragstruktur für den linearen Kompressor gemäß Anspruch 3, bei welcher der Stützvorsprung für die innere Resonanzfeder und der Stützvorsprung für die äußere Resonanzfeder derart angeordnet sind, daß sie ihre Phasendifferenz getrennt aufweisen und sich miteinander in einem bestimmten Abstand in der zylindrischen Richtung vertikal zu der Mittellinie der inneren/äußeren Federträger kreuzen.
5. Federtragstruktur für den linearen Kompressor gemäß Anspruch 4, bei welcher jeder Stützvorsprung für die inneren Resonanzfedern auf demselben Umfang wie die anderen Stützvorsprünge für die inneren Resonanzfedern ausgebildet ist, und jeder Stützvorsprung für die äußeren Resonanzfedern auf demselben Umfang wie die anderen Stützvorsprünge für die äußeren Resonanzfedern ausgebildet ist.
6. Federtragstruktur für den linearen Kompressor gemäß Anspruch 1, bei welcher die innere Resonanzfeder zwischen dem Stützvorsprung für die innere Resonanzfeder, der auf dem inneren Federträger ausgebildet ist, und dem Stützvorsprung für die innere Resonanzfeder, der auf der Rückseite des Rahmens ausgebildet ist, befestigt ist, und bei welchem die äußere Resonanzfeder zwischen dem auf dem äußeren Federträger ausgebildeten Stützvorsprung für die äußere Resonanzfeder und dem auf der Innenseitenfläche der Abdeckung ausgebildeten Stützvorsprung für die äußere Resonanzfeder befestigt ist.
7. Federtragstruktur für den linearen Kompressor gemäß Anspruch 1, bei welcher die innere Resonanzfeder als eine Vielzahl von zusammengedrückten Federn mit gleicher Elastizität ausgebildet ist und die äußere Resonanzfeder als eine Vielzahl von zusammengedrückten Federn mit gleicher Elastizität ausgebildet ist.
8. Federtragstruktur für den linearen Kompressor gemäß Anspruch 7, bei welcher die Vielzahl der zusammengedrückten Federn aus vier zusammengedrückten Schraubenfedern besteht.
9. Federtragstruktur für den linearen Kompressor gemäß Anspruch 1, bei welcher die Federtragstruktur für den linearen Kompressor derart gestaltet ist, daß der Umfang der Vielzahl von inneren Resonanzfedern und der Umfang der Vielzahl von äußeren Resonanzfedern um demselben Mittelpunkt angeordnet sind.
10. Federtragstruktur für den linearen Kompressor gemäß Anspruch 1, bei welcher die Scheiben einen Hohlraum der inneren/äußeren Federträger aufweisen und die Schenkel als ein Körper durch ein Preßverfahren hergestellt werden.
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