DE102012012734B3 - Compressor for installation in autonomous functional structures, is in communication with control unit and power supply unit, while casing is closed by top closure and bottom closure, and piston is moved in piston guiding cylinder portion - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Kompressor zum Einbau in autonome Funktionsstrukturen, wobei der Kompressor mit einer Steuereinheit und einer Energieversorgungseinheit in Verbindung steht.The invention relates to a compressor for installation in autonomous functional structures, wherein the compressor is in communication with a control unit and a power supply unit.
Das ständige Streben nach Einsparung von Energie und Materialbedarf im Fahrzeug- und Maschinenbau verlangt zunehmend den Einsatz von funktionsintegriertem Leichtbau. Für integrierte Pneumatikaktoren ist es notwendig, den nötigen Betriebsdruck von ca. 1 bar bis 5 bar Überdruck bereitzustellen. Dies ist durch externe Pumpen möglich, für autonome Funktionsstrukturen aber nicht zweckmäßig. Zurzeit gibt es Pumpen, die sich zwar aufgrund ihrer Baugröße integrieren lassen, aber nicht den erforderlichen Druck für Druckluft/für Druckgas bereitstellen können. Stellvertretend für die herkömmliche Pumpengestaltung stehen die MZB1001 microblower von Murata 1 http://www.murata.eu, Ladedatum: 06.01.2012: World's smallest and low-profile high pressure air pump with piezoelectric technology, die den Druck mit einer piezoelektrischen Membran generiert, und die FMAP1004A von RITA Machinery2 http://www.nbrita.com, Ladedatum: 05.03.2012: Miniature air pump FMAP1004A-06, welche nach dem Rotationsprinzip arbeitet.The constant pursuit of saving energy and material requirements in vehicle and mechanical engineering increasingly requires the use of functionally integrated lightweight construction. For integrated pneumatic actuators, it is necessary to provide the necessary operating pressure of approx. 1 bar to 5 bar overpressure. This is possible by external pumps, but not suitable for autonomous functional structures. Currently, there are pumps that can be integrated due to their size, but can not provide the required pressure for compressed air / for compressed gas. The MZB1001 microblower from Murata 1 is representative of the conventional pump design http://www.murata.eu, date of loading: 06.01.2012: World's smallest and low-profile high-pressure air pump with piezoelectric technology that generates pressure with a piezoelectric diaphragm , and the FMAP1004A from RITA Machinery2 http://www.nbrita.com, Date of loading: 05.03.2012: Miniature air pump FMAP1004A-06, which operates on the rotation principle.
Ein Linearverdichter ist in der Druckschrift
- – eine Laufbuchse,
- – einen in der Laufbuchse bewegbaren Kolben und
- – einen induktiven Sensor zur Erfassung der Position des Kolbens in der Laufbuchse.
- A bushing,
- - A movable piston in the bush and
- - An inductive sensor for detecting the position of the piston in the liner.
Dabei ist ein Sensorträger vorhanden, in dem der Sensor befestigt ist und dessen Position gegenüber der Laufbuchse justierbar ist.In this case, a sensor carrier is present, in which the sensor is attached and whose position relative to the liner is adjustable.
Die vorrangige Aufgabe besteht in der Installation eines induktiven Sensors zur Bestimmung der Position des Kolbens. Der Sensor soll dabei leicht zu kalibrieren sein und die Dichtheit des Kolbenraums nicht kompromittieren. Die Nutzung eines Sensors zur Bestimmung der Kolbenposition ist technisch notwendig, stellt einschätzungsweise aber keine besondere erfinderische Herausforderung dar. Der Linearverdichter nutzt installierte Ventile, die die Bauteilanzahl wesentlich erhöhen.The primary task is to install an inductive sensor to determine the position of the piston. The sensor should be easy to calibrate and not compromise the tightness of the piston chamber. The use of a sensor to determine the piston position is technically necessary, but is estimated to be no particular inventive challenge dar. The linear compressor uses installed valves, which increase the number of components significantly.
Ein Kolbenverdichter ist in der Druckschrift
- – ein Gehäuse mit einem Gassaugrohr und einem Gasablassrohr,
- – eine Rahmeneinheit, die in dem Gehäuse eingerichtet ist, und
- – eine Verdichtungseinheit, und umfasst
- – einen Zylinder, der an der Rahmeneinheit eingerichtet ist und mehrere Schlitze aufweist, die in längs verlaufender Richtung auf seiner äußeren Umfangsfläche ausgebildet sind,
- – einen Kolben, der mit dem Kolbenmotor verbunden ist, und linear im Zylinder hin- und herbewegt wird, und mehrere Durchgangslöcher aufweist, die an seiner Außenseite ausgebildet sind und mit den Schlitzen in Verbindung stehen, und
- – eine Verdichtungseinheit mit einem Gasdämpferglied, das an einer äußeren Umfangsfläche des Zylinders eingerichtet ist.
- A housing with a gas suction pipe and a gas outlet pipe,
- A frame unit installed in the case, and
- - A compression unit, and includes
- A cylinder adapted to the frame unit and having a plurality of slots formed in a longitudinal direction on its outer peripheral surface,
- A piston connected to the piston motor and reciprocated linearly in the cylinder, and having a plurality of through holes formed on its outside and communicating with the slots, and
- - A compression unit with a gas damper member, which is arranged on an outer peripheral surface of the cylinder.
Auch in diesem Kolbenverdichter sind Ventile zur Durchführung des Betriebs installiert.Also in this reciprocating compressor valves are installed to carry out the operation.
Ein Verdichter für Gase, der insbesondere für eine Wärmepumpe geeignet ist, ist in der Druckschrift
- – einen in einem Gehäuse bewegbaren Verdichterkolben, im Bereich dessen Stirnseiten das Gas komprimierende Kammern angeordnet sind.
- – das Gehäuse zur berührungslosen Hin- und Herbewegung des Verdichterkolbens von einem von einem Stufenkolben eines Freiluftkolbenmotors ausgehenden Abschnitt umgeben ist, der einen Magneten aufweist, dem ein ferromagnetischer Bereich in dem Verdichterkolben zugeordnet ist.
- - A movable in a housing compressor piston, in the region of whose end faces the gas-compressing chambers are arranged.
- - The housing for non-contact reciprocation of the compressor piston is surrounded by an outgoing from a stepped piston of a Freiluftkolbenmotors portion having a magnet, which is associated with a ferromagnetic region in the compressor piston.
Eine elektromagnetische Pumpe ist in der Druckschrift
- – einem Kolben, der in einem Zylinder gleitbar vorgesehen ist und eine erste Fluidkammmer und eine zweite Fluidkammer trennt, die mit einem zu betätigenden Gegenstand verbunden ist,
- – einem elastischen Bauteil, das den Kolben durch ein Aufbringen einer Federkraft auf den Kolben in eine Richtung entgegengesetzt zu der einer elektromagnetischen Kraft eines elektromagnetischen Abschnitts rückwärts bewegt,
- – einem zweiten Ein-Aus-Ventil, das in einem Verbindungsströmungsdurchgang vorgesehen ist, der die erste Fluidkammer miteinander verbindet, das ermöglicht, dass ein Arbeitsfluid von der ersten Fluidkammer in die zweite Fluidkammer strömt, und das verhindert, dass ein Arbeitsfluid von einer zweiten Fluidkammer in die erste Fluidkammer strömt.
- A piston which is slidably provided in a cylinder and separates a first fluid chamber and a second fluid chamber which is connected to an object to be actuated,
- An elastic member that moves the piston backward by applying a spring force to the piston in a direction opposite to that of an electromagnetic force of an electromagnetic portion,
- A second on-off valve provided in a connection flow passage connecting the first fluid chamber, allowing a working fluid to flow from the first fluid chamber into the second fluid chamber, and preventing a working fluid from a second fluid chamber flows into the first fluid chamber.
Dabei umfasst die Pumpe des Weiteren
- – einen elektromagnetischen Abschnitt, der den Kolben durch eine elektromagnetische Kraft vorwärts bewegt,
- – ein erstes Ein-Aus-Ventil, das ermöglicht, dass ein Arbeitsfluid von einer Außenseite in die erste Fluidkammer strömt, und das verhindert, dass ein Arbeitsfluid von der ersten Fluidkammer zu der Außenseite strömt,
eine Änderung des Volumens der ersten Fluidkammer größer ist als eine Änderung des Volumens der zweiten Fluidkammer bei einer Hin- und Herbewegung des Kolbens.In this case, the pump further includes
- An electromagnetic section that advances the piston by an electromagnetic force,
- A first on-off valve that allows a working fluid to flow from an outside into the first fluid chamber, and prevents a working fluid from flowing from the first fluid chamber to the outside,
a change in the volume of the first fluid chamber is greater than a change in the volume of the second fluid chamber in a reciprocating motion of the piston.
Die Steuerung des Arbeitsfluids erfolgt ebenso mit installierten Ventilen.The control of the working fluid is also done with installed valves.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kompressor zum Einbau in autonome Funktionsstrukturen anzugeben, der derart geeignet ausgebildet ist, dass sowohl die Baugröße des Kompressors wesentlich verringert als auch ein für den Betrieb der Funktionsstrukturen erforderlicher Druck von komprimierter Luft/ von komprimiertem Gas bereitgestellt werden können.The invention has for its object to provide a compressor for installation in autonomous functional structures, which is designed so adapted that both the size of the compressor significantly reduced as well as a required for the operation of the functional structures pressure of compressed air / compressed gas can be provided ,
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.The object is solved by the features of
Der Kompressor zum Einbau in autonome Funktionsstrukturen, in Verbindung stehend mit einer Steuereinheit und mit einer Energieversorgungseinheit, umfasst gemäß dem Patentanspruch 1 zumindest
- – ein hohlräumiges Gehäuse, verschlossen mit einem oberen Verschluss und einem unteren Verschluss,
- – einen Kolben, der in einem kolbenführenden Zylinderbereich innerhalb des Gehäuses bewegt wird,
- – einen eine für die lineare Kolbenbewegung vorgesehene Schubstange aufweisenden Linearantrieb, der mit dem Kolben in Kontakt steht,
- – einen Permanentmagnet, der Teil des Kolbens ist und der eine sensorerfassbare magnetische Flussdichte aufweist,
- – einen Verdichtungsraum, an dem der kolbenführende Zylinderbereich endet,
- – einen Einlasskanal, der von der Außenseite des Gehäuses zum kolbenführenden Zylinderbereich führt,
- – einen Auslasskanal, der von der Außenseite des Gehäuses zum kolbenführenden Zylinderbereich führt, wobei der Einlasskanal dem Verdichtungsraum näher als der Auslasskanal liegt,
- – einen Überströmkanal, der im Kolben axial gerichtet von dem Verdichtungsraum ausgebildet ist und von dem aus zumindest ein Seitenkanal geführt ist, der in einer am Kolben umfänglich befindlichen Ringnut endet und der mit dem Einlasskanal oder dem Auslasskanal verbindbar ist,
- – einen Hallsensor, der den kolbenstellungsabhängigen Wert der jeweiligen magnetischen Flussdichte des Permanentmagneten in Abhängigkeit von der Stellung des Kolbens und somit die Stellung des Kolbens erfasst, und
- – eine Druckfeder, die zwischen Kolben und Linearantrieb angeordnet ist und eine zum Betrieb des Linearantriebs erforderliche Vorspannung realisiert.
- A hollow-space housing closed with an upper closure and a lower closure,
- A piston which is moved in a piston-guiding cylinder area within the housing,
- A linear drive provided with a push rod for linear piston movement, which is in contact with the piston,
- A permanent magnet which is part of the piston and which has a sensor-detectable magnetic flux density,
- A compression space at which the piston-guiding cylinder region ends,
- An inlet channel leading from the outside of the housing to the piston-guiding cylinder area,
- An outlet channel leading from the outside of the housing to the piston-guiding cylinder area, the inlet channel being closer to the compression space than the outlet channel,
- An overflow channel, which is formed in the piston axially directed by the compression space and from which at least one side channel is guided, which ends in a circumferential groove located on the piston and which is connectable to the inlet channel or the outlet channel,
- A Hall sensor which detects the piston position dependent value of the respective magnetic flux density of the permanent magnet as a function of the position of the piston and thus the position of the piston, and
- - A compression spring which is arranged between the piston and the linear drive and realizes a required for the operation of the linear drive bias.
Der Permanentmagnet des Kolbens weist einen Kontakt zur Schubstange des Linearantriebs auf.The permanent magnet of the piston has a contact with the push rod of the linear drive.
Die Ringnut des Kolbens ermöglicht je nach Stellung des Kolbens einen offenen Anschluss vom Seitenkanal aus zum Einlasskanal oder einen offenen Anschluss vom Seitenkanal aus zum Auslasskanal zur Herstellung einer Strömungsverbindung vom Verdichtungsraum aus zur Umgebung.Depending on the position of the piston, the annular groove of the piston permits an open connection from the side channel to the inlet channel or an open connection from the side channel to the outlet channel for establishing a flow connection from the compression chamber to the surroundings.
Die Ringnut hebt bei einer Verdrehung des Kolbens im Zylinder eine Beeinträchtigung der linearen Kolbenbewegung und von der linearen Kolbenbewegung zugeordneten Kolbenfunktionen auf.The annular groove increases in a rotation of the piston in the cylinder on an impairment of the linear piston movement and on the linear piston movement associated piston functions.
Das hohlräumige Gehäuse kann im Wesentlichen mehrere Hohlräume umfas sen:
- – einen Einbauraum für den Linearantrieb,
- – einen Zylinderbereich zur Führung der der Druckfeder zugeordneten Schubstange,
- – den kolbenführenden Zylinderbereich und
- – den Verdichtungsraum,
- - an installation space for the linear drive,
- A cylinder region for guiding the push rod associated with the compression spring,
- - The piston-leading cylinder area and
- - the compression chamber,
Die beiden Deckel sind mittels Verschraubungen am hohlräumigen Gehäuse befestigt. Aber auch eine andere Form der Verschlüsse des Gehäuses kann eingesetzt werden.The two covers are fastened by means of screws on the hollow space housing. But also a different form of the closures of the housing can be used.
Der Permanentmagnet ist an der oberen Fläche des Kolbens befestigt und bewegt sich mit dem Kolben.The permanent magnet is attached to the upper surface of the piston and moves with the piston.
Der Permanentmagnet hat einen kleineren Durchmesser als der Kolben.The permanent magnet has a smaller diameter than the piston.
Der auf der oberen Fläche des Kolbens befindliche Permanentmagnet weist einen magnetumfänglichen, radial zur Kolbenachse gerichteten Vorsprung/Ringvorsprung zur unteren endseitigen Stützung der Druckfeder auf.The permanent magnet located on the upper surface of the piston has a magnetförmigfänglich, directed radially to the piston axis projection / annular projection to the lower end-side support of the compression spring.
Die beiden Zylinderbereiche gehen kontinuierlich ineinander über und weisen denselben Durchmesser auf, um eine Mitbewegung des Permanentmagneten mit dem Kolben zu ermöglichen. The two cylinder areas continuously merge into each other and have the same diameter, in order to allow a co-movement of the permanent magnet with the piston.
Der Hallsensor ist vorzugsweise im unteren Teil des Gehäuses, insbesondere im unteren Deckel eingebracht.The Hall sensor is preferably introduced in the lower part of the housing, in particular in the lower lid.
Als Linearantrieb ist ein als Linearmotor ausgebildeter Squiggle-Motor eingesetzt, der nach dem piezoelektrischen Ultraschallprinzip arbeitet, wobei der Squiggle-Motor eine als Schubstange dienende Gewindestange aufweist, die in linearer axialer Richtung des Gehäuses piezoelektrisch bewegt wird und die durch den Kontakt mit dem am Kolben befestigten Permanentmagneten den Kolben im Zylinder bewegt.As a linear drive designed as a linear motor squiggle motor is used, which operates on the piezoelectric ultrasonic principle, wherein the squiggle motor has a push rod serving as a threaded rod which is moved piezoelectrically in the linear axial direction of the housing and by the contact with the piston attached permanent magnet moves the piston in the cylinder.
Die die Vorspannung aufweisende Druckfeder ist zwischen Kolben und Antriebsgehäuse derart realisiert, dass sich das eine obere Ende der Druckfeder am unteren Teil des Antriebsgehäuses des Linearantriebs und sich das andere, dem oberen Ende gegenüberliegende untere Ende der Druckfeder auf der oberen Fläche des Kolbens, auf der auch der Permanentmagnet befestigt ist, befinden.The bias spring having pressure spring is realized between the piston and the drive housing such that the one upper end of the compression spring at the lower part of the drive housing of the linear drive and the other, the upper end opposite lower end of the compression spring on the upper surface of the piston, on the Also, the permanent magnet is attached, are.
Die Druckfeder befindet sich zwischen Kolben und Gehäuse und dient der zum effektiven Betrieb des Squiggle-Motors notwendigen Vorspannung zwischen Squiggle-Motor-Welle und Squiggle-Motor-Gehäuse. Hierbei wird die Feder im vorgespannten (zusammengedrückten) Zustand in axialer Richtung in den Kompressor eingebaut, sodass die Feder sowohl am oberen Totpunkt als auch am unteren Totpunkt eine ausreichende Kraft in Längsrichtung auf die Welle ausübt. Dabei darf es keinen Kontakt zwischen Welle und Feder geben darf, da sonst über das entstehende Reibmoment die Funktion des Squiggle-Motors nicht mehr gegeben ist.The compression spring is located between the piston and the housing and serves for the effective operation of the Squiggle engine necessary bias between squiggle motor shaft and squiggle motor housing. In this case, the spring is installed in the prestressed (compressed) state in the axial direction in the compressor, so that the spring at both top dead center and bottom dead center exerts sufficient force in the longitudinal direction of the shaft. There must be no contact between shaft and spring, otherwise the function of the squiggle motor will no longer exist due to the resulting friction torque.
In die untere Fläche des Kolbens tritt der Überstromkanal in den Kolben ein und verläuft axial zur Kolbenachse innerhalb des Kolbens, bis sich der Überstromkanal in zwei radial gerichtete Seitenkanäle teilt, die in die umfängliche Ringnut münden.In the lower surface of the piston of the overflow channel enters the piston and extends axially to the piston axis within the piston until the overflow channel divides into two radially directed side channels, which open into the circumferential annular groove.
Der Kontakt zwischen dem unterem Ende der Schubstange/Gewindestange/Welle des Linearantriebs und dem Permanentmagneten ist ein Punktkontakt, wobei die Schubstange/Gewindestange/Welle momentenfrei gelagert ist.The contact between the lower end of the push rod / threaded rod / shaft of the linear drive and the permanent magnet is a point contact, the push rod / threaded rod / shaft is mounted torque-free.
Der Punktkontakt ist zwischen dem unteren Ende der Schubstange/Gewindestange/Welle und der zur Schubstange/Gewindestange/Welle gerichteten Oberfläche des Permanentmagneten vorhanden.The point contact is provided between the lower end of the push rod / threaded rod / shaft and the push rod / threaded rod / shaft facing surface of the permanent magnet.
Eine Dichtung zwischen Kolben und dem kolbenführenden Zylinderbereich des Gehäuses ist durch eine enge Spielpassung in Verbindung mit einem dünnen Ölfilm realisiert.A seal between the piston and the piston-guiding cylinder portion of the housing is realized by a tight clearance in conjunction with a thin film of oil.
Der Kompressor ist vorzugsweise in Miniaturformat ausgebildet, wobei die Abmessungen des Kompressors ca. 30 mm in der Länge und 10 mm im Durchmesser betragen, wobei eine weitere Miniaturisierung in Länge und Durchmesser möglich ist.The compressor is preferably in miniature format, with the dimensions of the compressor being about 30 mm in length and 10 mm in diameter, with further miniaturization in length and diameter possible.
Im Folgenden wird die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Kompressors erläutert.In the following, the operation of the compressor according to the invention will be explained.
Der Kolben befindet sich, wie oben beschrieben, in dem kolbenführenden Zylinderbereich innerhalb des Gehäuses des Kompressors, wobei der Kolben in linearer axialer Richtung bewegt wird.As described above, the piston is located in the piston-guiding cylinder region within the housing of the compressor, wherein the piston is moved in a linear axial direction.
Befindet sich der Kolben am oberen Totpunkt, so ist der Einlasskanal geöffnet und Frischgas strömt in den Verdichtungsraum. Im folgenden Schritt wird der Kolben nach unten gedrückt. Dabei schließt der Einlasskanal und das Gas im Verdichtungsraum wird komprimiert. Der Komprimierungs-Vorgang geschieht solange, bis der Kolben am unteren Totpunkt angekommen ist. In der unteren Totpunkt-Stellung des Kolbens ist der Auslasskanal geöffnet und das komprimierte Gas wird über den im Kolben befindlichen Überströmkanal sowie dem im Gehäuse befindlichen Auslasskanal ausgestoßen. Ist der Ausstoß-Vorgang beendet, wird der Kolben wieder nach oben gezogen. Dabei wird der Auslasskanal geschlossen und im Verdichtungsraum entsteht ein Unterdruck. Befindet sich der Kolben in der Stellung am oberen Totpunkt, wird der Einlasskanal geöffnet und es findet ein Druckausgleich zwischen dem Verdichtungsraum und der Umgebung des Kompressors statt. Nun beginnt der Vorgang erneut.If the piston is at top dead center, the inlet channel is open and fresh gas flows into the compression chamber. In the following step, the piston is pushed down. The inlet channel closes and the gas in the compression chamber is compressed. The compression process continues until the piston has reached bottom dead center. In the bottom dead center position of the piston, the outlet channel is open and the compressed gas is expelled via the overflow channel in the piston and the outlet channel located in the housing. When the ejection process is finished, the piston is pulled up again. In this case, the outlet channel is closed and creates a negative pressure in the compression chamber. The piston is in the position at top dead center, the inlet channel is opened and there is a pressure equalization between the compression chamber and the environment of the compressor instead. Now the process begins again.
Wird der Kolben über den oberen Totpunkt hinaus bewegt und hat die Kolbenunterkante des Kolbens ihre Stellung auch über dem Auslasskanal, so dass gleichzeitig Einlasskanal und Auslasskanal geöffnet sind, besteht die Möglichkeit, einen Druckausgleich zwischen dem Einlasskanal und dem Auslasskanal herzustellen.If the piston is moved beyond the top dead center and the piston lower edge of the piston has its position also above the outlet channel, so that simultaneously the inlet channel and outlet channel are opened, it is possible to establish a pressure equalization between the inlet channel and the outlet channel.
Weiterbildungen der Erfindung sind in weiteren Unteransprüchen angegeben.Further developments of the invention are specified in further subclaims.
Die Erfindung wird mittels eines Ausführungsbeispieles anhand von Zeichnungen näher erläutert.The invention will be explained in more detail by means of an embodiment with reference to drawings.
Es zeigen:Show it:
Im Folgenden werden die
In
- –
ein hohlräumiges Gehäuse 2 , verschlossen mit einem oberen Deckel7 und einem unteren Deckel8 , - – einen
Kolben 3 , der in einem kolbenführenden Zylinderbereich22 innerhalb des Gehäuses2 bewegt wird, - – einen eine für die lineare Kolbenbewegung vorgesehene Schubstange
6 aufweisenden Linearantrieb 4 , dermit dem Kolben 3 in Kontakt steht, - – einen
Permanentmagnet 5 , der Teil des Kolbens3 ist und der eine sensorerfassbare magnetische Flussdichte aufweist, - – einen
Verdichtungsraum 14 , an dem der kolbenführende Zylinderbereich22 endet, - – einen
Einlasskanal 13 , der von der Außenseite des Gehäuses2 zum kolbenführenden Zylinderbereich22 führt, - – einen
Auslasskanal 16 , der von der Außenseite des Gehäuses2 zum kolbenführenden Zylinderbereich22 führt, wobei derEinlasskanal 13 dem Verdichtungsraum 14 näher als derAuslasskanal 16 liegt, - – einen
Überströmkanal 17 ,der im Kolben 3 axial gerichtetvon dem Verdichtungsraum 14 ausgebildet ist und von dem aus zumindestein Seitenkanal 25 ;26 geführt ist, der in einer amKolben 3 umfänglich befindlichen Ringnut40 endet und dermit dem Einlasskanal 13 oderdem Auslasskanal 16 verbindbar ist, - – einen
Hallsensor 9 , der den kolbenstellungsabhängigen Wert der jeweiligen magnetischen Flussdichte desPermanentmagneten 5 in Abhängigkeit von der Stellung des Kolbens3 und somit die Stellung des Kolbens3 erfasst, und - –
eine Druckfeder 10 , diezwischen Kolben 3 und Linearantrieb 4 angeordnet ist und eine zum Betrieb des Linearantriebs4 erforderliche Vorspannung realisiert.
- - a
hollow space housing 2 , closed with a top lid7 and a lower lid8th . - - a
piston 3 in a piston-guidingcylinder area 22 inside thecase 2 is moved, - - One provided for the linear piston
movement push rod 6 havinglinear drive 4 that with thepiston 3 is in contact, - - a
permanent magnet 5 , the part of thepiston 3 is and has a sensor detectable magnetic flux density, - - a
compression room 14 , at which the piston leadingcylinder area 22 ends - - an
inlet channel 13 coming from the outside of thecase 2 to the piston leadingcylinder area 22 leads, - - an
outlet channel 16 coming from the outside of thecase 2 to the piston leadingcylinder area 22 leads, with theinlet channel 13 thecompression space 14 closer than theexhaust duct 16 lies, - - An
overflow channel 17 who in thebutt 3 axially directed from thecompression space 14 is formed and from which at least oneside channel 25 ;26 is guided, in one on thepiston 3 circumferentially locatedannular groove 40 ends and the with theinlet channel 13 or theoutlet channel 16 is connectable, - - a
Hall sensor 9 which determines the piston position dependent value of the respective magnetic flux density of thepermanent magnet 5 depending on the position of thepiston 3 and thus the position of thepiston 3 recorded, and - - a
compression spring 10 betweenpistons 3 andlinear drive 4 is arranged and one for operating thelinear drive 4 required bias realized.
Der Permanentmagnet
Die Ringnut
Die Ringnut
Das hohlräumige Gehäuse
- – einen
Einbauraum 32 fürden Linearantrieb 4 , - – einen Zylinderbereich
33 zur Führung der der Druckfeder10 zugeordneten Schubstange 6 , - –
den kolbenführenden Zylinderbereich 22 und - –
den Verdichtungsraum 14 ,
- - An
installation space 32 for thelinear drive 4 . - - A
cylinder area 33 for guiding thecompression spring 10 associatedpush rod 6 . - - The piston-guiding
cylinder area 22 and - - the
compression chamber 14 .
Die beiden Deckel
Der Permanentmagnet
Der Permanentmagnet
Der auf der oberen Fläche
Die beiden Zylinderbereiche
Der Hallsensor
Als Linearantrieb
Die die Vorspannung aufweisende Druckfeder
In die untere Fläche
Der Kontakt
Der Punktkontakt
Eine Dichtung zwischen Kolben
Der Kompressor
In
Die Erfindung betrifft im Wesentlichen somit einen Kompressor
Der Kolben
Die Kopplung zwischen dem Linearantrieb
Die Druckfeder
Die Druckfeder
In die untere Fläche
Dabei stellt die obere Fläche
Die Abmessungen des erfindungsgemäßen Kompressors
In
In
In
In
In
Im Folgenden wird die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Kompressors
Der Kolben
Befindet sich der Kolben
Die Kolbenunterkante
Wird die Kolbenunterkante
Die Vorteile des erfindungsgemäßen Kompressors
- – zum Einen in der Möglichkeit der Miniaturisierung und der Generierung von großen – im Vergleich zu anderen Pumpen ähnlicher Baugröße – Drücken (
bis zu 5 bar). Damit lässt sich der erfindungsgemäße Kompressor1 direkt in eine autonome Funktionsstruktur einbinden und die Verwendung externer Kompressoren entfällt. - – Zum Anderen arbeitet der erfindungsgemäße Kompressor
1 völlig ventilfrei. Das erspart den Einsatz von zusätzlichen und vor allem sehr kleinen Komponenten, was die Herstellungskosten erheblich senkt und Wartungsarbeiten minimiert. - – Des Weiteren wird eine Dichtung zwischen
dem Kolben 3 und des kolbenführenden Zylinderbereiches22 im Gehäuse 2 durch eine enge Spielpassung in Verbindung mit einem dünnen Ölfilm realisiert. Der dünne Ölfilm bewirkt, dass die gegeneinander bewegten Teile – der bewegteKolben 3 im Zylinderbereich 22 – nahezu reibungsfrei gleiten und die Verlustenergie deutlich minimiert wird.
- - On the one hand in the possibility of miniaturization and the generation of large - compared to other pumps of similar size - pressures (up to 5 bar). This allows the compressor according to the
invention 1 integrate directly into an autonomous functional structure and the use of external compressors is eliminated. - - On the other hand, the compressor of the invention operates
1 completely valve-free. This saves the use of additional and above all very small components, which considerably reduces the production costs and minimizes maintenance work. - - Furthermore, a seal between the
piston 3 and the piston leadingcylinder area 22 in thecase 2 realized by a tight clearance in conjunction with a thin film of oil. The thin oil film causes the moving parts - themoving piston 3 in the cylinder area22 - Glide almost frictionless and the energy loss is significantly minimized.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Kompressorcompressor
- 22
- Gehäusecasing
- 33
- Kolbenpiston
- 44
- Linearantrieb/Squiggle-MotorLinear drive / Squiggle motor
- 55
- Permanentmagnetpermanent magnet
- 66
- Schubstange/Gewindestange/Welle des LinearantriebsPush rod / threaded rod / shaft of the linear drive
- 77
- Oberer DeckelUpper lid
- 88th
- Unterer DeckelLower lid
- 99
- HallsensorHall sensor
- 1010
- Druckfedercompression spring
- 1111
- Kontakt/PunktkontaktContact / Contact Point
- 1212
- Oberer TotpunktTop Dead Center
- 1313
- Einlasskanalinlet channel
- 1414
- Verdichtungsraumcompression chamber
- 1515
- Unterer TotpunktBottom dead center
- 1616
- Auslasskanalexhaust port
- 1717
- Überströmkanaloverflow
- 1818
- UmgebungSurroundings
- 2222
- Kolbenführender ZylinderbereichPiston-carrying cylinder area
- 2323
- Stellung der Kolbenunterkante/unteren Fläche des Kolbens über dem AuslasskanalPosition of the piston lower edge / lower surface of the piston above the outlet channel
- 2424
- Kolbenachsepiston axis
- 2525
- Erster SeitenkanalFirst side channel
- 2626
- Zweiter SeitenkanalSecond side channel
- 2727
- Obere Fläche des KolbensUpper surface of the piston
- 2828
- Untere Fläche des KolbensLower surface of the piston
- 2929
- Oberes Ende der DruckfederUpper end of the compression spring
- 3030
- Unteres Ende der DruckfederLower end of the compression spring
- 3131
- Antriebsgehäusedrive housing
- 3232
- Einbaurauminstallation space
- 3333
- Zylinderbereich für die Schubstange/Gewindestange/WelleCylinder area for the push rod / threaded rod / shaft
- 3434
- Steuereinheitcontrol unit
- 3535
- EnergieversorgungseinheitPower supply unit
- 3636
- KolbenunterkantePiston lower edge
- 3737
- Leitungmanagement
- 3838
- Leitungmanagement
- 3939
- Leitungmanagement
- 4040
- Umlaufende Nut/RingnutCircumferential groove / ring groove
- 4141
- Gehäuseachsehousing axis
- 4242
- Verschraubungscrew
- 4343
- Zylindercylinder
- 4444
- Umlaufender Vorsprung/RingvorsprungCircumferential projection / ring projection
Claims (19)
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- 2012-06-22 DE DE201210012734 patent/DE102012012734B3/en not_active Expired - Fee Related
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