DE10100394B4 - Halterung für die Resonanzfedern eines linearen Kompressors - Google Patents
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Abstract
Halterung
für Resonanzfedern
eines linearen Kompressors, der in einem Gehäuse (V) einen Rahmen (1) aufweist,
in welchem zwischen einem radial inneren Statorteil (4A) und einem
radial äußeren Statorteil (4B)
eine Magnetanordnung (10) axial bewegbar steckt, wobei an dem einen
Ende der Magnetanordnung (10) ein Magnetrahmen (11) befestigt ist,
gegen den innere Resonanzfedern (20A) und äußere Resonanzfedern (20B),
welche jeweils konzentrisch um die Längsachse der Magnetanordnung
(10) angebracht sind, anliegen, dadurch gekennzeichnet, dass die
inneren und die äußeren Resonanzfedern
(20A und 20B) winkelmäßig zueinander
versetzt sind und sich in ihrer linearen Erstreckung wenigstens
teilweise überlappen.
Description
- Die Erfindung betrifft einen linearen Kompressor, insbesondere eine Halterung für Resonanzfedern eines linearen Kompressors, welche eine Antriebsvorrichtung für einen linearen Motor federnd trägt.
- Allgemein besteht ein linearer Kompressor aus einem Kolben, der an einer Magnetanordnung befestigt ist, welche den Antrieb für einen mit einer Kurbelwelle verbundenen linearen Motor bildet, wie in
1 gezeigt und inDE 199 22 511 A1 sowieUS 3 813 192 A ,1 , beschrieben. - Der in
1 gezeigte konventionelle lineare Kompressor umfasst ein Gehäuse V, in welches Öl gefüllt wird, eine horizontal in dem Gehäuse V angeordnete Verdichtungseinheit C zum Verdichten und Entsorgen eines Kühlmittels nach dem Ansaugen und eine Ölzufuhrvorrichtung O, die außen auf der Verdichtungseinheit C befestigt ist, um Öl einem Gleitbereich in der Verdichtungseinheit zuzuführen. - Die Verdichtungseinheit C umfasst einen ringförmigen Rahmen
1 , eine seitlich am Rahmen1 befestigte Abdeckung2 , einen horizontal mittig auf dem Rahmen1 befestigten Zylinder3 , einen am inneren Umfang des den Zylinder3 tragenden Rahmens1 befestigten inneren Statorteil4A , einen mit Abstand vom inneren Statorteil4A am Außenumfang des Rahmens1 befestigten äußeren Statorteil4B , um ein induziertes Magnetfeld mit dem inneren Statorteil4A zu erzeugen, eine im Leerraum zwischen dem inneren Statorteil4A und dem äußeren Statorteil4B angeordnete linear hin und her bewegbare Magnetanordnung5 , einen einstückig mit der Magnetanordnung5 verbundenen Kolben6 zum Verdichten des Kühlgases nach seinem Ansaugen während des Ausführens einer Gleitbewegung innerhalb des Zylinders3 , und eine innere Resonanzfeder7A sowie eine äußere Resonanzfeder7B , um die lineare Hin- und Herbewegung der Magnetanordnung5 kontinuierlich in dem Leerraum zwischen dem inneren Statorteil4A und dem äußeren Statorteil4B zu induzieren. - Die Resonanzfedern
7A ,7B sind zusammen gedrückte Schraubenfedern. Die beiden Enden der inneren Resonanzfeder7A sind mit der Rückseite des Rahmens1 und der Innenseite der Magnetanordnung5 verbunden, während die beiden Enden der äußeren Resonanzfeder7B mit der Außenseite der Magnetanordnung5 und der gegenüberliegenden Innenseite der Abdeckung2 in Verbindung stehen. - Zusätzlich zu der inneren Resonanzfeder
7A und der äußeren Resonanzfeder7B können weitere hochelastische Schraubenfedern konzentrisch oder wenigstens drei relativ wenig elastische Schraubenfedern auf einem Umfang derart angeordnet sein, dass sie einander mit einem bestimmten Abstand gegenüber liegen. - Ferner sind ein Magnetrahmen
5a , ein Gasstromkanal6a , ein Einlassventil8c , ein Auslassventil9a , eine Ventilfeder9b , eine Auslassabdeckung9c , ein Einleitrohr SP und ein Ableitungsrohr DP vorgesehen. - Wenn an den Stator des linearen Motors mit dem inneren Statorteil
4A und dem äußeren Statorteil4B Strom angelegt und das induzierte Magnetfeld erzeugt wird, führt die Magnetanordnung5 als die zwischen den Statorteilen angeordnete Antriebsvorrichtung lineare Hin- und Herbewegungen durch das induzierte Magnetfeld aus und bewirkt die Hubbewegungen des Kolbens6 innerhalb des Zylinders3 . - Wenn der Kolben
6 Hubbewegungen innerhalb des Zylinders3 ausführt, wird das in das Gehäuse V geleitete Kühlgas innerhalb des Zylinders3 verdichtet, durch Betätigen des Auslassventils9a einer Auslassventilanordnung9 in die Auslassabdeckung9c abgeleitet und durch das Ableitungsrohr DP abgeleitet. Das beschriebene Verfahren wird wiederholt durchgeführt. - Wenn die Magnetanordnung
5 aufgrund des zwischen dem inneren Statorteil4A und dem äußeren Statorteil4B induzierten Magnetfeldes lineare Bewegungen in horizontaler Richtung ausführt, werden wechselweise die innere Resonanzfeder7A und die äußere Resonanzfeder7B zusammen gedrückt und danach jeweils in entgegengesetzter Richtung gestreckt, wodurch die Magnetanordnung5 und der Kolben6 die Hin- und Herbewegungen durchführen. - Da bei der Halterung der Resonanzfedern des aus
DE 199 22 511 A1 bekannten linearen Kompressors, wie in2A und2B dargestellt, die innere Resonanzfeder7A und die äußere Resonanzfeder7B koaxial auf beiden Seiten des zwischen ihnen angeordneten Magnetrahmens5a angeordnet sind, wie in3 gezeigt, ist die horizontale Länge L der Federhalterung des Kompressors groß, weil die Länge L1 der inneren Resonanzfeder7A und die Länge L2 der äußeren Resonanzfeder7B addiert sind. - Dieser Nachteil ergibt sich auch bei einem anderen bekannten linearen Kompressor, der Zugfedern aufweist (
US 3 813 192 A ,2 und4 ). - Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Halterung für die Resonanzfedern eines linearen Kompressors zu schaffen, welche die Länge des Kompressors in horizontaler Richtung verringert.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Halterung gelöst, welche die Merkmale des Patentanspruches 1 aufweist.
- Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der auf Anspruch 1 rückbezogenen Unteransprüche.
- Die erfindungsgemäße Halterung der Resonanzfedern des linearen Kompressors hat einen federnd in einem Gehäuse angeordneten Rahmen sowie eine zwischen einem fest an dem Rahmen angeordneten inneren Statorteil und einem äußeren Statorteil angeordnete Magnetanordnung und innere Resonanzfedern und äußere Resonanzfedern, die in umfangsmäßigem Abstand versetzt voneinander seitlich der Magnetanordnung gehaltert sind, wobei die federnden Bereiche der inneren und der angrenzenden äußeren Resonanzfedern einander wenigstens teilweise überlappen.
- Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Halterung für die Resonanzfedern eines linearen Kompressors wird nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben, und zwar zeigt
-
1 eine Schnittansicht eines konventionellen linearen Kompressors, -
2 eine Schnittansicht, welche die Anordnung der Resonanzfedern des konventionellen linearen Kompressors illustriert, -
3 eine schematische Ansicht, welche die Länge der Resonanzfedern des konventionellen linearen Kompressors illustriert, -
4 eine Schnittansicht eines erfindungsgemäßen linearen Kompressors, -
5A eine Schnittansicht der Halterung der Resonanzfedern des erfindungsgemäßen Kompressors, -
5B eine Perspektivansicht der Halterung der Resonanzfedern des erfindungsgemäßen linearen Kompressors und -
6 eine schematische Ansicht, welche die Länge der Resonanzfedern des erfindungsgemäßen linearen Kompressors illustriert. - Die in
4 bis6 gezeigte erfindungsgemäße Halterung für die Resonanzfedern eines linearen Kompressors hat einen äußeren Federträger15 auf der Seitenfläche eines Magnetrahmens11 einer Magnetanordnung10 , eine Abstandsscheibe14 und einen inneren Federträger13 , welcher in einem bestimmten Winkel zu dem äußeren Federträger15 derart verdreht ist, dass seine Schenkel13b zu den Schenkeln15b des äußeren Federträgers15 versetzt sind. Der innere Federträger13 ist auf einer konzentrischen axialen Linie einer Verbindungsvorrichtung wie einem Bolzen befestigt. - Die Halterung weist eine Vielzahl von inneren Resonanzfedern
20A auf, welche zwischen einem Stützvorsprung11a für die inneren Resonanzfedern20A , der auf der Seite eines Rahmens1 ausgebildet ist, und einem Stützvorsprung11a für die inneren Resonanzfedern20A , der auf dem inneren Federträger13 ausgebildet ist, angeordnet sind, und eine Vielzahl von äußeren Resonanzfedern20B , welche zwischen einem Stützvorsprung11b für die äußeren Resonanzfedern20B der auf dem äußeren Federträger15 ausgebildet ist, und einem Stützvorsprung11b für die äußeren Resonanzfedern20B der auf der Innenseitenfläche einer Abdeckung2 ausgebildet ist, angeordnet sind. - Die Magnetanordnung
10 umfasst einen scheibenförmigen Magnetrahmen11 , der an dem, dem Einleitrohr zugewandten (SP) Ende eines Kolbens6 in Form eines Flansches befestigt ist, einen zylindrischen Magnethalter12 , der zwischen dem inneren Statorteil4A und dem äußeren Statorteil4B nach Befestigung an dem äußeren Umfang des Magnetrahmens11 angeordnet ist, und eine ringförmige Magnetabdeckung zum Abdecken einer Vielzahl von Magneten, die auf dem äußeren Umfang des Magnethalters12 angeordnet sind und so geschützt werden. - Wie in
5A und5B dargestellt, umfasst der an dem Magnetrahmen11 befestigte äußere Federträger15 eine Scheibe15a mit einem Hohlraum im Mittelbereich, eine Vielzahl von zu dem Kolben6 hin gebogenen und einstückig mit der Scheibe15a entlang des äußeren Umfangs der Scheibe15a ausgebildeten und mit regelmäßigem Abstand angeordneten Schenkeln15b und den an dem Ende jedes Schenkels15b ausgebildeten Stützvorsprung11b für eine äußere Resonanzfeder20B Hierbei sind die Schenkel15b derart ausgebildet, dass sie wieder zu der Abdeckung2 hin gebogen sind. Der innere Federträger13 umfasst eine Scheibe13a mit einem Hohlraum im Mittelbereich, eine Vielzahl von zu der Abdeckung2 hin gebogenen und einstückig mit der Scheibe13a entlang des äußeren Umfangs der Scheibe13a ausgebildeten und mit regelmäßigem Abstand angeordneten Schenkeln13b , und den an dem Ende jedes Schenkels13b ausgebildeten Stützvorsprung11a für eine innere Resonanzfeder20A . Hierbei sind die Schenkel13b derart ausgebildet, dass sie wieder zu dem Kolben6 hin gebogen sind. - Es ist ratsam, die inneren und äußeren Federträger
13 ,15 zugleich in einem Pressverfahren auszubilden. - Eine Abstandsscheibe
14 mit einem Hohlraum im Mittelbereich ist zwischen den inneren und äußeren Federträgern13 und15 befestigt, um die Verbindung zwischen den inneren/äußeren Federträgern13 ,15 sicher zu gestalten. - Die Stützvorsprünge
11a für die inneren Resonanzfedern20A und die Stützvorsprünge11b für die äußeren Resonanzfedern2B sind auf den inneren und äußeren Federträgern13 und15 , dem Rahmen1 und der Abdeckung2 derart angeordnet, dass sie einander abwechseln. Jeder Stützvorsprung11a für die inneren Resonanzfedern20A ist auf demselben Umfang wie die anderen Stützvorsprünge11a für die inneren Resonanzfedern20A ausgebildet, und jeder Stützvorsprung11b für die äußeren Resonanzfedern20B ist derart angeordnet, dass er einen bestimmten Versatz zu dem betreffenden Stützvorsprung11a für die inneren Resonanzfedern20A aufweist. Alle Stützvorsprünge11b liegen auf demselben Umfang wie die anderen Stützvorsprünge11b für die äußeren Resonanzfedern20B - Jede innere Resonanzfeder
20A ist zwischen einem Stützvorsprung11a für die inneren Resonanzfedern204 , auf dem inneren Federträger13 ausgebildet ist, und einem Stützvorsprung11a für die inneren Resonanzfedern20A , auf der Rückseite des Rahmens1 ausgebildet ist, befestigt. Jede äußere Resonanzfeder20B ist zwischen einem auf dem äußeren Federträger15 ausgebildeten Stützvorsprung11b auf jeweils einem Schenkel15b für die äußeren Resonanzfedern20B und einem auf der Innenseitenfläche der Abdeckung2 ausgebildeten Stützvorsprung11b für die äußeren Resonanzfedern20B befestigt. - Die vier inneren Resonanzfedern
20A und die vier äußeren Resonanzfedern20B weisen gleiche Elastizität auf, wobei jede innere Resonanzfeder20A und jede äußere Resonanzfeder20B derart angeordnet ist, dass sie konzentrisch zu einer Mittellinie der inneren/äußeren Federträger13 ,15 mit einem bestimmten Abstand voneinander liegen. Außerdem überlappt sich ein Teil des federnden Bereiches jeder inneren Resonanzfeder20A oder äußeren Resonanzfeder20B mit dem federnden Bereich der angrenzenden äußeren Resonanzfeder20B oder inneren Resonanzfeder20A . - Der lineare Kompressor hat einen Gasströmkanal
6a , ein Einlassventil8c , ein Auslassventil9a , eine Ventilfeder9b , eine Auslassabdeckung9c , eine Verdichtungseinheit C, eine Ölzufuhrvorrichtung O, ein Einlassrohr SP und ein Ableitungsrohr DP. - Wenn an den Stator des linearen Kompressors mit dem inneren Statorteil
4A und dem äußeren Statorteil4B Strom angelegt und ein induziertes Magnetfeld erzeugt wird, führt die Magnetanordnung10 als die zwischen den Statorteilen angeordnete Antriebsvorrichtung lineare Hin- und Herbewegungen durch das induzierte Magnetfeld aus, und der Kolben6 führt Hubbewegungen innerhalb des Zylinders3 durch. Wenn der Kolben6 Hubbewegungen innerhalb des Zylinders3 ausführt, wird das in das Gehäuse V geleitete Kühlgas innerhalb des Zylinders3 verdichtet und dann durch Betätigen des Auslassventils9a der Auslassventilanordnung9 in die Auslassabdeckung9c abgeleitet und durch das Ableitungsrohr DP abgeleitet. Das beschriebene Verfahren wird wiederholt durchgeführt. - Wie in
6 dargestellt, ist die innere Resonanzfeder20A hierbei derart angeordnet, dass sie sich mit der äußeren Resonanzfeder20B überlappt, wobei das am Schenkel13b angeordnete Ende der inneren Resonanzfeder20A derart angeordnet ist, dass es sich mit dem am Schenkel15b angeordneten Ende der äußeren Resonanzfeder20B überlappt, wodurch die Länge L' von dem am Rahmen1 angeordneten Ende der inneren Resonanzfeder20A bis zu dem an der Abdeckung2 angeordneten Ende der äußeren Resonanzfeder20B kürzer ist als die Gesamtlänge L, welche aus der Länge L1 der inneren Resonanzfeder7A und der Länge L2 der äußeren Resonanzfeder7B besteht, so dass dementsprechend die Gesamtlänge L der Verdichtungseinheit verringert wird. Da die horizontale Länge des Gehäuses V verringert werden kann, können verschiedene Komponenten, welche den linearen Kompressor der vorliegenden Erfindung nutzen, in ihren Abmessungen kleiner gehalten wird. - Wie oben beschrieben, ist die Halterung für die Resonanzfedern des erfindungsgemäßen linearen Kompressors in der Lage, die horizontale Länge des Kompressors zu verringern, wobei wenigstens drei innere Resonanzfedern
20A und drei äußere Resonanzfedern20B , welche beide Seiten der Magnetanordnung10 tragen, derart angeordnet werden, dass sie sich versetzt zueinander in zylindrischer Richtung vertikal zur Mittellinie der inneren/äußeren Federtrager13 ,15 erstrecken, um die Magnetanordnung10 die linearen Hin- und Herbewegungen mit dem Kolben6 durchführen zu lassen, und dass sich ein Teil des federnden Bereiches der inneren Resonanzfedern20A mit einem Teil des federnden Bereiches der angrenzenden äußeren Resonenzfedern20B überlappt.
Claims (10)
- Halterung für Resonanzfedern eines linearen Kompressors, der in einem Gehäuse (V) einen Rahmen (
1 ) aufweist, in welchem zwischen einem radial inneren Statorteil (4A ) und einem radial äußeren Statorteil (4B ) eine Magnetanordnung (10 ) axial bewegbar steckt, wobei an dem einen Ende der Magnetanordnung (10 ) ein Magnetrahmen (11 ) befestigt ist, gegen den innere Resonanzfedern (20A ) und äußere Resonanzfedern (20B ), welche jeweils konzentrisch um die Längsachse der Magnetanordnung (10 ) angebracht sind, anliegen, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren und die äußeren Resonanzfedern (20A und20B ) winkelmäßig zueinander versetzt sind und sich in ihrer linearen Erstreckung wenigstens teilweise überlappen. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Stützvorsprünge (
11a ) für die inneren Resonanzfedern (20A ) und Stützvorsprünge (11b ) für die äußeren Resonanzfedern (20B ) am radial äußeren Ende von Schenkeln (13b und15b ) ausgebildet sind und der Anzahl der inneren und äußeren Resonanzfedern entsprechen. - Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützvorsprünge (
11a ) für die inneren Resonanzfedern (20A ) und die Stützvorsprünge (11b ) für die äußeren Resonanzfedern (20B ) derart angeordnet sind, dass sie jeweils in einem bestimmten Abstand zueinander auf einer zylindrischen Umfangslinie um die Mittellinie der inneren/äußeren Federträger (13 ;15 ) versetzt liegen. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützvorsprünge (
11a ) für die inneren Resonanzfedern (20A ) auf demselben Umfang wie die Stützvorsprünge (11b ) für die äußerer Resonanzfedern (20B ) angeordnet sind. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren Resonanzfedern (
20A ) zwischen auf dem inneren Federträger (13 ) ausgebildeten Stützvorsprüngen (11 a) und Stützvorsprüngen (11a ) auf der Seite des Rahmens (1 ) und die äußeren Resonanzfedern (20B ) zwischen auf dem äußeren Federträger (15 ) ausgebildeten Stützvorsprüngen (11b ) und auf der Innenseitenfläche der Abdeckung (2 ) ausgebildeten Stützvorsprüngen (11b ) befestigt sind. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Resonanzfedern (
20A und20B ) Druckfedern gleicher Elastizität sind. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Druckfedern jeweils vier zusammendrückbare Schraubenfedern (
20A und20B ) vorgesehen sind. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die inneren Resonanzfedern (
20A ) und die äußeren Resonanzfedern (20B ) auf einem Umfang um denselben Mittelpunkt angeordnet sind. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die scheibenförmig ausgebildeten inneren und äußeren Federträger (
13 ;15 ) eine zentrale Öffnung enthalten und deren Schenkel (13b ;15b ) als ein Körper durch ein Pressverfahren hergestellt sind. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den scheibenförmigen Federträgern (
13 ;15 ) ein Distanzstück (14 ) angeordnet ist und dass die Schenkel (13b ;15b ) gekröpft ausgebildet sind.
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