DE102004026131B4

DE102004026131B4 - Außenstator für einen Linearkompressor-Motor

Info

Publication number: DE102004026131B4
Application number: DE102004026131A
Authority: DE
Inventors: Eon Pyo Hong; Kyeong Bae Park; Tae Hee Kwak; Ki Chul Choi
Original assignee: LG Electronics Inc
Current assignee: LG Electronics Inc
Priority date: 2003-06-04
Filing date: 2004-05-28
Publication date: 2010-11-25
Anticipated expiration: 2024-05-29
Also published as: KR20040105079A; CN1574569A; DE102004026131A1; US6917127B2; DE102004026131A8; US20040245863A1; KR100529901B1; JP4727950B2; CN100356669C; JP2004364499A

Abstract

Außenstator (70) für einen Linearkompressor-Motor, mit:
– einer Spulenanordnung mit einem Spulenhalter (71), an dessen beiden Seiten Flanschteile (71a) ausgebildet sind, und einer auf den Spulenhalter (71) gewickelten Spule (72);
– mehreren Kernblöcken (74), die voneinander beabstandet so auf der Spulenanordnung angebracht sind, dass sie diese umgeben; und
– einer Spulenhalter-Presseinrichtung, um den Spulenhalter (71) einem Druck auszusetzen, wenn der Außenstator in den Linearkompressor eingebaut ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Spulenhalter-Presseinrichtung aus Vorsprüngen (77) besteht, die an mindestens einem der Flanschteile (71a) vorhanden sind, wobei sich die Vorsprünge (77) in der Längsrichtung des Spulenhalters (71) an einer Außenseite des Flanschteils (71a) erstrecken und die Vorsprünge (77) weiter nach außen verlängert sind als es den Außenflächen der Kernblöcke (74) entspricht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Außenstator für einen Linearkompressor-Motor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Insbesondere ist dabei ein Außenstator für einen Linerkompressor-Motor betroffen, bei welchem der Linerar-Kompressor einen in einen Zylinder linear hin- und herbewegbaren Kolben aufweist.
Ein Linearkompressor ist allgemein so aufgebaut, dass eine lineare Antriebskraft von einem Motor auf einen Kolben übertragen wird, der in einem Zylinder linear hin- und herbewegt wird, wodurch ein Kühlmittelgas eingeleitet, komprimiert und ausgestoßen wird.
Aus der US 6 077 054 A ist ein gattungsgemäßer Außenstator für einen Linearkompressor-Motor bekannt. Bei diesem bekannten Außenstator kann sich die Spule relativ zum Spulenhalter und zu den Kernblöcken bewegen, was für die Langzeitzuverlässigkeit eines derartigen Außenstators nachteilig sein kann.
Die DE 102 41 404 A1 offenbart einen Kolbenverdichter mit einer elektromagnetischen Linearantriebseinheit. Dazu sind in einem abgedichteten Gehäuse eine Elektromotoreinheit, eine Halteeinheit zum Halten der Elektromotoreinheit und eine Verdichtungseinheit vorgesehen. Diese Elektromotoreinheit enthält eine Wicklungsspule, die entweder um den äußeren Ständer oder den inneren Ständer gewickelt ist. Weiterhin weist der äußere Ständer eine Mehrzahl von Kernblöcken auf. Der äußere Ständer ist mittels einer Schraube-Mutter-Anordnung zwischen zwei Rahmen gehalten. Eine genaue Anordnung der Wicklungsspule in Bezug auf die Kernblöcke ist nicht beschrieben.
Die US 3 788 778 A betrifft einen elektrodynamischen Linearmotor für einen Linearkompressor mit einem Außenstator, der mit Spulenwicklungen versehen ist. Der Außenstator ist mittels einer Schraube-Mutter-Anordnung befestigt. Wie diese Spulenwicklungen im Außenstator angebracht sind, ist nicht beschrieben.
Die 1 ist eine Schnittansicht, die einen anderen herkömmlichen Linearkompressor zeigt; die 2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Außenstator dieses Linearkompressor-Motors zeigt; und die 3 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie A-A in der 2.
Wie es in der 1 dargestellt ist, verfügt der bekannte Linearkompressor über Folgendes: einen hermetisch abgedichteten Behälter 1; einen Zylinderblock 4 und eine hintere Abdeckung 5, die so im Behälter 1 montiert sind, dass ein auf den Zylinderblock 4 wirkender Stoß durch einen Dämpfer 2 absorbiert wird und ein auf die hintere Abdeckung 5 wirkender Stoß durch einen anderen Dämpfer 3 absorbiert wird; einen Zylinder 6, der fest am Zylinderblock 4 angebracht ist; einen Kolben 7, der so im Zylinder 6 angebracht ist, dass er in diesem linear hin- und herbewegt werden kann, einen am Kolben 7 befestigten Magnetrahmen 8 und einen Motor M zum linearen Bewegen des Kolbens 7.
Der Motor M weist Folgendes auf: einen Außenstator 10, der zwischen dem Zylinderblock 4 und der hinteren Abdeckung 5 angebracht ist; einen Innenstator 20, der innerhalb des Außenstators 10 beabstandet von diesem angebracht ist; und einen Magnet 30, der zwischen dem Außenstator 10 und dem Innenstator 20 angebracht ist, wobei er am Magnetrahmen 8 befestigt ist.
Der Außenstator 10 weist Folgendes auf: eine Spulenanordnung 13 mit einem Spulenhalter 11 und einer auf diesen gewickelten Spule 12; sowie linke und rechte Kernblöcke 14, jeweils aus mehreren laminierten Stahlplatten, wobei diese Blöcke so mit der Spulenanordnung 13 zusammengebaut sind, dass sie diese umgeben. Die Kernblöcke 14 sind mit großer Anzahl vorhanden, wobei sie in der radialen Richtung mit einem vorgegebenen wechselseitigen Abstand voneinander in der radialen Richtung auf dem Spulenhalter 11 angeordnet sind.
In einem Linearkompressor mit dem oben angegebenen Aufbau variiert ein zwischen dem Außenstator 10 und dem Innenstator 20 erzeugtes elektromagnetisches Feld, wenn durch die Spule 12 des Außenstators 10 ein Wechselstrom geschickt wird. Im Ergebnis wird der Magnet 30 linear hin- und herbewegt, und so werden auch der Magnetrahmen 8 und der Kolben 7 linear hin- und herbewegt. Demgemäß wird durch eine Einlassleitung 41 und einen Einlasskanal 42 ein Kühlmittelgas in eine Kompressionskammer C eingeleitet und dann komprimiert. Das komprimierte Kühlmittelgas wird durch eine Auslassleitung 43 nach außen ausgestoßen.
Nun werden die Struktur des Außenstators 10 des Motors M sowie seine Herstellung unter Bezugnahme auf die 2 und 3 detaillierter beschrieben.
Auf den Spulenhalter 11, der mit sich in radialer Richtung erstreckenden Flanschteilen 11a versehen ist, die an seinen beiden Seiten ausgebildet sind, ist die Spule 12 aufgewickelt, so dass die Spulenanordnung 13 gebildet ist. Die Kernblöcke 14, von denen jeder aus mehreren laminierten Stahlplatten besteht, sind mit großer Anzahl in der radialen Richtung beabstandet voneinander so angebracht, dass sie die Spulenanordnung 13 umgeben.
Wenn die Spulenanordnung 13 mit den Kernblöcken 14 zusammengebaut wird, werden sie und die Kernblöcke 13 in eine Abdeckform (nicht dargestellt) eingesetzt, und in diese wird ein Kunstharz eingespritzt, so dass sich zwischen der Spule 12 der Spulenanordnung und den Kernblöcken 14 eine Isolierschicht 16 bildet und sich an den Außenumfängen der Spulenanordnung 13 und den linken und den rechten Kernblöcken 14 eine Abdeckformschicht 17 bildet. Nachdem der Außenstator 10 auf diese Weise hergestellt wurde, wird er zwischen dem Zylinderblock 4 und der hinteren Abdeckung 5 angebracht, wie es in der 1 dargestellt ist, und die Außenflächen der Kernblöcke 14 werden durch mehrere Schraube-Mutter-Anordnungen 9 gegen den Zylinderblock 4 und die hintere Abdeckung 5 gedrückt. Abschließend wird der Außenstator 10 in den Linearkompressor eingebaut.
Beim bekannten Außenstator 10 für einen Linearmotor wird ein Kunstharz mit hoher Temperatur eingespritzt, damit sich die Abdeckformschicht 17 bildet, die dazu erforderlich ist, die Kernblöcke 14 und die Spulenanordnung 13 einstückig aneinander zu befestigen. Demgemäß können sich die Kernblöcke 14 thermisch verformen, wodurch sich Designabmessungen ändern. Ferner sind die Abdeckform und das Kunstharz erforderlich, wodurch die Herstellkosten für den Außenstator 10 erhöht sind.
Durch die Schraube-Mutter-Anordnungen 9 werden nur die Kernblöcke 14 des Außenstators 10 zwischen dem Zylinderblock 4 und der hinteren Abdeckung 5 angedrückt, und sie werden anschließend in den Linearkompressor eingebaut. Demgemäß kann zwischen den Spulenhalter 11 und den Kernblöcken 14 eine Relativbewegung auftreten, oder die auf den Spulenhalter gewickelte Spule 12 kann sich durch Schwingungen oder Stöße, wie sie im Betrieb des Linearkompressors erzeugt werden, oder durch schlechte Ausbildung der Abdeckformschicht 17, leicht verschieben.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Außenstator für einen Linearkompressor zu schaffen, bei dem eine Relativbewegung zwischen Spulenanordnung und den Kernblöcken sowie eine Verschiebung der auf dem Spulenhalter gewickelten Spule wirkungsvoll und einfach verhindert wird.
Diese Aufgabe ist durch den Außenstator gemäß dem beigefügten Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand abhängiger Ansprüche.
Beim erfindungsgemäßen Außenstator wird keine Abdeckformschicht auf der Spulenanordnung und den Kernblöcken hergestellt, wodurch nicht nur die Herstellkosten gesenkt werden können, sondern auch eine thermische Verformung der Kernblöcke verhindert wird, so dass genaue Designabmessungen der Kernblöcke garantiert sind. Außerdem kann eine Relativbewegung zwischen der Spulenanordnung und den Kernblöcken vermieden werden, wenn ein Linearkompressor betrieben wird, in den ein erfindungsgemäßer Außenstator eingebaut ist. Weiterhin kann eine Verschiebung einer auf einen Spulenhalter der Spulenanordnung gewickelten Spule verhindert werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von durch Figuren veranschaulichten Ausführungsformen näher erläutert.
1 ist eine Schnittansicht, die einen herkömmlichen Linearkompressor zeigt;
2 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Außenstator des Linearkompressors der 1 zeigt;
3 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie A-A in der 2;
4 ist eine Schnittansicht, die einen Linearkompressor zeigt, der mit einem Außenstator gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung versehen ist;
5 ist eine perspektivische Ansicht des Außenstators im Linearkompressor der 4;
6 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie B-B in der 5;
7 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Spulen halter des Außenstators im Linearkompressor der 4 zeigt; und
8 ist eine Schnittansicht, die einen Außenstator für einen Linearkompressor gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Wie es aus der 4 erkennbar ist, weist ein Linearkompressor, der mit einem Außenstator gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung versehen ist, Folgendes auf: einen hermetisch abgedichteten Behälter 50, einen Zylinderblock 64 und eine hintere Abdeckung 65, die so im Behälter 50 montiert sind, dass ein auf den Zylinderblock 64 wirkender Stoß durch einen Dämpfer 62 absorbiert wird und ein auf die hintere Abdeckung 65 wirkender Stoß durch einen anderen Dämpfer 63 absorbiert wird; einen Zylinder 66, der fest am Zylinderblock 64 angebracht ist; einen Kolben 67, der so im Zylinder 66 angebracht ist, dass er sich in diesem linear hin- und herbewegt; einen am Kolben 67 befestigten Magnetrahmen 68 sowie einen Motor M zum linearen Bewegen des Kolbens 67.
Der Motor M ist mit Folgendem versehen: einem Außenstator 70, der zwischen dem Zylinderblock 64 und der hinteren Abdeckung 65 angebracht ist, wobei er durch mehrere Schraube-Mutter-Anordnungen 69 und 69a am Zylinderblock 64 und der hinteren Abdeckung 65 befestigt ist; einen Innenstator 90, der innerhalb des Außenstators 70 angeordnet ist; und einen Magnet 80, der zwischen dem Außenstator 70 und dem Innenstator 90 angeordnet ist. Der Magnet 80 ist am Magnetrahmen 68 befestigt.
Wie es in den 5, 6 und 7 dargestellt ist, weist der Außenstator 70 Folgendes auf: eine Spulenanordnung mit einem Spulenhalter 71 mit einem linken und einem rechten Flansch teil 71a, die an seinen beiden Seiten ausgebildet sind, einer auf den Spulenhalter 71 gewickelten Spule 72 und einem auf dieser ausgebildeten Isolierelement 75; und mehrere linke und rechte Kernblöcke 74 aus jeweils mehreren laminierten Stahlplatten, wobei diese Kernblöcke in radialer Richtung beabstandet voneinander so an der Spulenanordnung angebracht sind, dass sie diese umgeben.
Der Außenstator 70 ist mit einer Spulenhalter-Presseinrichtung versehen, um den Spulenhalter mittels des Zylinderblocks 64 und der hinteren Abdeckung 65 Druck auszusetzen, wenn die Muttern 69a auf den Enden der Schrauben 69 angezogen werden, die durch Löcher eingesetzt wurden, die im Zylinderblock 64 und der hinteren Abdeckung 65 ausgebildet sind, nachdem der Außenstator 70 zwischen diesen beiden angebracht wurde.
Die Spulenhalter-Presseinrichtung besteht aus Vorsprüngen 77, die am linken und rechten Flanschteil 71a ausgebildet sind und sich in der Längsrichtung des Spulenhalters 71 zu den Außenseiten der Flanschteile 61a erstrecken.
Die Vorsprünge 77 sind in der radialen Richtung der Flanschteile 71a einander entgegengesetzt angebracht, so dass sie um einen Winkel von 180° um die Achse des Spulenhalters 71 voneinander beabstandet sind.
Die Außenflächen 77a der Vorsprünge 77 sind so in der radialen Richtung der Flanschteile 71a geneigt, dass ihre Enden 77a', die am weitesten entfernt vom Zentrum des Spulenhalters 71 liegen, eine maximale Erstreckung nach außen zeigen.
Wie es in der 6 dargestellt ist, erstrecken sich die Enden 77a' der Vorsprünge 77 vorzugsweise in der Längsrichtung des Spulenhalters 71 geringfügig weiter als die Außen flächen 74a der Kernblöcke 74.
Nun werden Herstell- und Zusammenbauprozesse für den Außenstator mit dem obigen Aufbau beschrieben.
Zunächst wird der Spulenhalter 71 mit dem linken und dem rechten Flanschteil 71a, von denen aus sich die Vorsprünge 77 nach außen erstrecken, hergestellt. Nachdem die Spule 72 auf den Spulenhalter 71 gewickelt wurde, wird ein Kunstharz auf sie gespritzt. Auf diese Weise wird die Spulenanordnung hergestellt.
Anschließend werden mehrere Stahlplatten aufeinander laminiert und miteinander verschweißt, um die Kernblöcke 74 herzustellen. Die so hergestellten Kernblöcke 74 werden auf der Spulenanordnung in der radialen Richtung voneinander beabstandet so aufgebracht, dass sie die Spulenanordnung umgeben. Auf diese Weise wird der Außenstator 70 hergestellt.
Nachdem der hergestellte Außenstator 70 zwischen dem Zylinderblock 64 und der äußeren Abdeckung 65 angebracht wurde, wie es in der 4 dargestellt ist, werden die Schrauben 69 durch die im Zylinderblock 64 der hinteren Abdeckung 65 ausgebildeten Löcher gesteckt, und dann werden die Muttern 69a auf die Enden der Schrauben 69 geschraubt, wodurch der Außenstator 70 mittels des Zylinderblocks 64 und der hinteren Abdeckung 65 fest zwischen diesen angebracht wird.
Dabei erfahren die Enden 77a' der Vorsprünge 77 des Außenstators 70 eine Andrückkraft durch den Zylinderblock 64 und die hintere Abdeckung 65, so dass der linke und der rechte Flanschteil 71a nach innen gebogen werden, wodurch sie näher aneinander liegen. Demgemäß wird der Spulenhalter 71 fest am Zylinderblock 64 und der hinteren Abdeckung 65 angebracht, und dadurch wird die Spule 72, die zwischen dem linken und dem rechten Flanschteil 71a auf den Spulenhalter 71 aufgewickelt ist, zusammengepresst, wodurch eine Verschiebung derselben auf dem Spulenhalter 71 wirkungsvoll verhindert ist. Wenn die Enden 77a' der Vorsprünge 77 durch den Zylinderblock 64 und die hintere Abdeckung 65 an die Außenflächen 74a der Kernblöcke 74 gedrückt werden, treten der Zylinderblock 64 und die hintere Abdeckung 65 mit den Außenflächen 74a der Kernblöcke 74 in Kontakt, wodurch diese Druck ausgesetzt werden. Demgemäß werden die Kernblöcke 74 zwischen dem Zylinderblock 64 und der hinteren Abdeckung 65 fest an der Spulenanordnung angebracht.
Bei der anderen bevorzugten Ausführungsform gemäß der 8 ist ein fadenförmiges Isolierelement 75' auf die Spule 72 aufgewickelt.
Wie es aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, ist durch die Erfindung Folgendes geschaffen: ein Außenstator eines Motors, der in einem Linearkompressor zum Komprimieren eines Kühlmittelgases angebracht ist und Folgendes aufweist: eine Spulenanordnung mit einer Spule, die auf einen Spulenhalter gewickelt ist, der an seinen beiden Seiten mit Flanschteilen versehen ist, und mehreren Kernblöcke, die so angeordnet sind, dass sie die Spulenanordnung umgeben, wobei die Flanschteile des Spulenhalters mit einer Spulenhalter-Presseinrichtung, d. h. Vorsprüngen, versehen sind, so dass nicht nur die Kernblöcke, sondern auch der Spulenhalter durch einen Zylinderblock und eine hintere Abdeckung, die im Linearkompressor angebracht sind, Druck ausgesetzt werden, wenn der Außenstator in den Linearkompressor eingebaut ist, so dass die Kernblöcke und die Spulenanordnung des Außenstators integral aneinander befestigt sind, wenn sie in den Linearkompressor eingebaut sind. Demgemäß wird eine Relativbewegung zwischen der Spulenanordnung und den Kernblöcken wirkungsvoll verhindert, wenn der Linearkompressor betrieben wird. Ferner wird eine Verschiebung der auf den Spulenhalter gewickelten Spule wirkungsvoll verhindert.

Claims

Außenstator (70) für einen Linearkompressor-Motor, mit: – einer Spulenanordnung mit einem Spulenhalter (71), an dessen beiden Seiten Flanschteile (71a) ausgebildet sind, und einer auf den Spulenhalter (71) gewickelten Spule (72); – mehreren Kernblöcken (74), die voneinander beabstandet so auf der Spulenanordnung angebracht sind, dass sie diese umgeben; und – einer Spulenhalter-Presseinrichtung, um den Spulenhalter (71) einem Druck auszusetzen, wenn der Außenstator in den Linearkompressor eingebaut ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Spulenhalter-Presseinrichtung aus Vorsprüngen (77) besteht, die an mindestens einem der Flanschteile (71a) vorhanden sind, wobei sich die Vorsprünge (77) in der Längsrichtung des Spulenhalters (71) an einer Außenseite des Flanschteils (71a) erstrecken und die Vorsprünge (77) weiter nach außen verlängert sind als es den Außenflächen der Kernblöcke (74) entspricht.
Außenstator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (77) zueinander radial entgegengesetzt angeordnet sind.
Außenstator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (77) in der radialen Richtung der Flanschteile (71a) ausgebildet sind.
Außenstator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenflächen (77a) der Vorsprünge (77) in der radialen Richtung der Flanschteile (71a) geneigt sind.
Außenstator nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorsprünge (77) so ausgebildet sind, dass sich ihre Enden (77a'), die am weitesten vom Zentrum des Spulenhalters (71) entfernt sind, am weitesten nach außen erstrecken.
Außenstator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernblöcke (74) und der Spulenhalter (71) zwischen einem Zylinderblock (64) und einer hinteren Abdeckung (65), die im Linearkompressor montiert sind, durch Befestigungselemente so angebracht sind, dass die Kernblöcke (74) und der Spulenhalter (71) durch den Zylinderblock (64) und die hintere Abdeckung (65) Druck ausgesetzt werden.
Außenstator nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigungselemente Schraube-Mutter-Anordnungen (69, 69a) sind.
Außenstator nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Isolierelement, das zwischen der Spule (72) und den Kernblöcken (74) ausgebildet ist.
Außenstator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolierelement ein Kunstharz (75) ist, das auf die Spule (72) aufgebracht ist.
Außenstator nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Isolierelement eine auf die Spule (72) gewickelte Schnur (75') ist.