DE3540957C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Vibrationskompressor gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Insbeson­ dere betrifft die Erfindung einen Vibrationskompressor mit einem äußeren Eisenkern, einem Permanentmagneten, einem inneren Eisenkern und einer Elektromagnetspule, die schwingfähig von einer mechanischen Vibrationsein­ richtung in einem Magnetluftspalt zwischen zwei Eisen­ kernen gehalten ist, um einen Kolben anzutreiben, der mit ihr verbunden ist (DE 31 09 455 C2).

Bisher gibt es zwei Arten von Vibrationskompres­ soren, wobei die eine Art einen Ferritmagneten als Magnet mit hoher Koerzitivkraft verwendet (Fig. 1), während die andere Art einen Alnicomagneten als Ma­ gnet mit einer hochremanenten magnetischen Flußdichte aufweist (Fig. 2). Zunächst wird mit Bezug auf Fig. 1 ein Vibrationskompressor mit einem Ferritmagneten be­ schrieben. Ein Ferritmagnet 200 als Permanentmagnet hat eine hohle Zylinderform und ist entlang der ring­ förmigen Seitenfläche eines napfförmigen äußeren Eisen­ kerns 300 angeordnet. Der Ferritmagnet 200 ist in Rich­ tung seiner Dicke bzw. in radialer Richtung magneti­ siert. Ein innerer Eisenkern 400 ist angeordnet, um zusammen mit dem äußeren Eisenkern 300 eine magneti­ sche Bahn zu bilden. Ein ringförmiger Magnetluftspalt 500 ist in einem Raum zwischen einem magnetischen Pol 400′, der an dem inneren Eisenkern 400 in solcher Weise angeformt ist, daß er der inneren Umfangsfläche des Ferritmagneten 200 gegenüberliegt, und der Innen­ fläche des Ferritmagneten 200 ausgebildet. In dem ring­ förmigen Magnetluftspalt 500 ist eine Elektromagnetspu­ le 100 angeordnet, die von einem Paar von einander ge­ genüberliegenden Resonanzfedern 600 und 700 über eine Spulenhalterung 800 schwingfähig gehalten ist. Ein Kolben 900 ist im wesentlichen einstückig mit der Elek­ tromagnetspule 100 über die Spulenhalterung 800 ausge­ bildet und von der Elektromagnetspule 100 angetrieben, um sich in vertikaler Richtung hin- und herzubewegen. Ein Zylinderblock 130 hat einen Kompressionszylinder 110, in den der Kolben 900 eingreift, und ist mittels Zylinderbefestigungsschrauben 150 über ein Distanzgehäu­ se 140 fest an dem äußeren Eisenkern 300 angesetzt. Wenn bei einem derart aufgebauten Vibrationskompressor der Elektromagnetspule 100 über einen Leitungsanschluß 180 und ein Kabel 180′ ein Wechselstrom zugeführt wird, dann schwingt bzw. vibriert die Elektromagnetspule entspre­ chend der Frequenz des Wechselstromes, um den Kolben 900 anzutreiben. Die hin- und hergehende Bewegung des Kol­ bens 900 bewirkt, daß ein Kältemittel, beispielsweise ein R12-Gas, von einer Einlaßöffnung 160 in ein Gehäu­ se 190 in der Richtung fließt, die durch gestrichelte Pfeile dargestellt ist. Das Kältemittel, das durch ein Einlaßrohr 160′ fließt, wird ferner in den Kompres­ sionszylinder 110 eingeführt. Das zwischen einem Ansaug­ ventil 1000 und einem Auslaßventil 120 fließende Kälte­ mittel wird von dem Kolben 900 komprimiert. Das kompri­ mierte Kältemittel wird in der Richtung abgeführt, die durch durchgehende Pfeile dargestellt ist, und zwar durch ein Auslaßrohr 170′ und eine Auslaßöffnung 170 und von dort zu einem Kühlapparat bzw. Kühlsystemver­ flüssiger (nicht dargestellt). Das Ansaugen oder Aus­ stoßen des Kältemittels in dem Kompressionszylinder 110 wird dadurch bewirkt, daß das Ansaugventil 1000 und das Auslaßventil 120 in Übereinstimmung mit der hin- und hergehenden Bewegung des Kolbens 900 abwechselnd ge­ öffnet und geschlossen sind. Bei einem solchen Vibra­ tionskompressor, der einen Ferritmagneten verwendet, ist die Kompressorleistung wesentlich verschlechtert, wenn die Temperatur ansteigt, da bei einem Temperatur­ anstieg von 100°C die magnetischen Eigenschaften eines Ferritmagneten etwa um 18% abnehmen. Dies ist sehr ungünstig bei Anwendungen, bei denen ein Temperatur­ anstieg von etwa 100°C zu erwarten ist. Außerdem besteht ein Temperaturunterschied in dieser Größen­ ordnung häufig zwischen der Startperiode und dem Dauerbetrieb des Kompressors. Ein Versuch, die Kompres­ sorleistung während des Dauerbetriebs ausreichend hoch zu halten, könnte in der Startperiode den Hub des Kol­ bens übermäßig anwachsen lassen, womit die Gefahr ver­ bunden ist, daß der Kolben an das Auslaßventil 120 an­ stößt.

Nachstehend wird mit Bezug auf Fig. 2 ein Vibra­ tionskompressor beschrieben, der einen Alnicomagneten aufweist. In der Figur bezeichnen Bezugszeichen, die mit denjenigen in Fig. 1 übereinstimmen, gleiche oder ähnliche Bauteile mit denselben Funktionen. Auf eine Beschreibung solcher Bauteile wird daher verzichtet, so daß nachstehend nur abweichende Bauteile beschrie­ ben werden. Während in Fig. 1 als Permanentmagnet des Vibrationskompressors ein Ferritmagnet 200 vorgesehen ist, ist der in Fig. 2 dargestellte Magnet 200 ein Alnicomagnet. Der Alnicomagnet 200 ist zwischen der flachen Innenseite des napfförmigen äußeren Eisenkerns 300 und der Oberseite des inneren Eisenkerns 400 ange­ ordnet. Der Alnicomagnet 200 ist in der Höhe, d. h. in axialer Richtung, magnetisiert. Ein Vibrationskompres­ sor mit einem derartigen Alnicomagneten hat folgende Nachteile: Der Alnicomagnet neigt dazu, vollständig entmagnetisiert zu werden, wenn ein übermäßiger Strom in der Elektromagnetspule 100 fließt, da er eine gerin­ ge Koerzitivkraft hat und seine Wendepunkte im zweiten Quadranten der B-H-Kurve liegen. Außerdem ist dieser Magnet teuer wegen seines hohen Kobaltgehaltes.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu­ grunde, einen Vibrationskompressor der eingangs genann­ ten Art so zu verbessern, daß die vorstehend genannten Nachteile vermieden sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Gemäß der Erfindung ist der Permanentmagnet des Vibrationskompressors zusammengesetzt aus einer Kombi­ nation eines Magneten mit einer hohen Koerzitivkraft, wie er durch einen Ferritmagneten gebildet ist, und eines Magneten mit einer hochremanenten magnetischen Flußdichte, wie dies bei einem Alnicomagneten der Fall ist. Die in Reihe liegend kombinierten Ferrit- und Alnicomagneten haben eine kompaktere Form als ein Per­ manentmagnet, der nur aus einem Ferritmagneten oder aus einem Alnicomagneten besteht, wobei die magneti­ schen Eigenschaften des gesamten Kompressors erheblich verbessert sind, indem die Nachteile der beiden Magnet­ typen vermieden, ihre Vorteile jedoch voll genutzt werden. Dabei sind die beiden Magneten getrennt ange­ ordnet.

Der erfindungsgemäße Vibrationskompressor hat einen zylindrischen Hauptteil mit einem Joch bzw. Ma­ gnetjoch oder einem äußeren Eisenkern und einem Boden­ teil, das ein Ganzes bildend daran angeformt ist, wobei Maßnahmen getroffen sind, um die Ausbildung eines Spalts zwischen dem Joch und dem Permanentmagneten infolge eines abgestuften Abschnitts zu verhindern, der durch Ausdrehen des zylindrischen Teils mit einer Drehbank oder einer anderen Werkzeugmaschine ausgebildet wird.

Der Vibrationskompressor hat eine Befestigungs­ nut entlang des gesamten Umfangs der Innenfläche des obenerwähnten anderen Endes des Jochs, Vorsprünge, die die Seitenfläche des Jochs an dem anderen Ende bilden, und eine ringförmige Befestigungsplatte aus einem elastischen Material mit einem weggeschnittenen Teil. Die Befestigungsplatte hat mehrere Gewindeboh­ rungen zur Befestigung und Einstellöcher an Umfangs­ positionen, die nahe an beiden Enden der Befestigungs­ platte liegen, wobei ein Verschlußbauteil an dem ande­ ren Ende des Jochs mit Hilfe von Schrauben befestigt ist, die in die Gewindebohrungen der Befestigungsplat­ te eingeschraubt sind. Die Befestigungsplatte ist in der Befestigungsnut fest eingepaßt, indem die Vorsprün­ ge in einem Zustand nach oben gebogen werden, in dem die gesamte äußere Umfangsfläche der Befestigungsplat­ te an der Bodenfläche der Befestigungsnut anliegt, während der Spalt an beiden Enden der Befestigungs­ platte aufgeweitet wird.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschrei­ bung sowie an Hand der Zeichnung. Dabei zeigt

Fig. 1 eine Querschnittsansicht eines bekannten Vibrationskompressors mit einem Ferritmagneten;

Fig. 2 eine Querschnittsansicht eines bekannten Vibrationskompressors mit einem Alnicomagneten;

Fig. 3 eine Querschnittsansicht eines erfin­ dungsgemäßen Vibrationskompressors;

Fig. 4 eine Querschnittsansicht eines bekannten Vibrationskompressors mit einem Spalt zwischen dem Per­ manentmagneten und dem abgestuften Abschnitt, der wäh­ rend des Ausdrehens eines zylindrischen Jochs entsteht;

Fig. 5 obere und untere Dämpfungseinrichtungen an dem erfindungsgemäßen Vibrationskompressor in einer vergrößerten Darstellung;

Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel einer bei dem erfindungsgemäßen Vibrationskompressor verwendeten Be­ festigungsplatte, in einer perspektivischen Ansicht;

Fig. 7 eine Darstellung zur Erläuterung der Befestigung der Befestigungsplatte gemäß Fig. 6 an dem zylindrischen Abschnitt;

Fig. 8 das untere Ende des Jochs des Vibrations­ kompressors gemäß Fig. 3 in einer perspektivischen Ansicht;

Fig. 9 eine Darstellung zur Erläuterung des Zustandes, in dem eine bisher übliche Befestigungsplat­ te an dem zylindrischen Abschnitt befestigt wird;

Fig. 10(A) eine weitere Ausführungsform einer Dämpfungseinrichtung und

Fig. 10(B) eine wellenförmige Unterlagscheibe, die in Fig. 10(A) verwendet ist.

Der in Fig. 3 dargestellte Vibrationskompressor 1 hat einen solchen Aufbau, daß ein eigentlicher Kompres­ sor 3 mittels Federn 4, 5 und anderer Mittel elastisch in einem zylindrischen, geschlossenen Behälter 2 gela­ gert ist, der einen zylindrischen Abschnitt 2 a und Abdeckplatten 2 b, 2 c aufweist, um die beiden offenen Enden des zylindrischen Abschnitts 2 a zu verschließen.

Ein Gehäuse 6 des eigentlichen Kompressors 3 be­ steht aus einem äußeren Eisenkern oder Joch bzw. Ma­ gnetjoch 7 und einem Verschlußbauteil 8. Das obere Ende des Magnetjochs 7 hat einen solchen Aufbau, daß ein Ende, d. h. ein oberes Ende, eines zylindrischen Ab­ schnitts 7 a mittels eines Bodens bzw. Bodenteils 7 b verschlossen ist. Das Verschlußbauteil 8 ist fest an dem anderen Ende des Jochs 7, d. h. an dem unteren Ende des zylindrischen Abschnitts 7 a, befestigt. In dem das Joch 7 und das Verschlußbauteil 8 aufweisenden Gehäuse 6 sind zwei Arten von Permanentmagneten angeordnet, und zwar ein Alnicomagnet 12 und ein Ferritmagnet 11, die an verschiedenen Stellen angeordnet sind, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Der Alnicomagnet 12 ist in der axialen Richtung des Kompressors magnetisiert, wäh­ rend der Ferritmagnet 11 in radialer Richtung des Kom­ pressors magnetisiert ist. Die Länge des Ferritmagneten 11 in axialer Richtung des Kompressors ist länger als die axiale Länge eines Polstücks 13, das an dem inneren Eisenkern 40 angeformt ist, um die magnetische Fluß­ dichte innerhalb eines ringförmigen Magnetluftspalts 14 gleichförmig zu halten. Eine Magnetbahn bzw. ein ma­ gnetischer Pfad für die Permanentmagneten ist durch den zylindrischen Abschnitt 7 a, das Bodenteil 7 b, den inneren Eisenkern 40 und das Polstück 13 gebildet. In­ nerhalb eines Magnetluftspaltes 14, der durch den zy­ lindrischen Abschnitt 7 a, das Bodenteil 7 b und den in­ neren Eisenkern 40 begrenzt ist, ist eine Elektroma­ gnetspule angeordnet, d. h. eine Antriebsspule 16, die schwingfähig von dem mechanischen Vibrationssystem über Resonanzfedern 20 und 21 gehalten ist. Ein Kol­ ben 18 ist einstückig mit der Antriebsspule 16 über ein Spulenhaltebauteil 17 verbunden. Der Alnicomagnet 12 und der Ferritmagnet 11 in dem erfindungsgemäßen Vibrationskompressor können in der Höhe und der Breite reduziert sein im Vergleich zu den Abmessungen des Ferritmagneten oder Alnicomagneten 200, die, wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt, jeweils einzeln verwen­ det werden. Bei der vorliegenden Anordnung müssen lediglich beide Magneten 11 und 12 in einer solchen Weise bemessen werden, daß die gesamte magnetomotori­ sche Kraft der beiden Magneten der magnetomotorischen Kraft eines jeden Magneten 200 entspricht, die gemäß den Fig. 1 und 2 jeweils einzeln verwendet sind. Das Verhältnis der magnetomotorischen Kräfte der beiden Magneten 11 und 12 hängt lediglich von den besonderen Erfordernissen des Kompressors ab.

Das Bodenteil 7 b ist beispielsweise dadurch ge­ bildet, daß ein napfförmiges Schmiedestück ausgedreht wird, um einen abgestuften Abschnitt 7 c zu bilden, der vertikal zu der inneren Umfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 7 a verläuft, und ein Eingriffsabschnitt 7 d, der mit der inneren Umfangsfläche des zylindrischen Abschnitts 7 a in Eingriff steht. Auf diese Weise ist das Joch 7 durch Eingriff des Eingriffsabschnitts 7 d in die innere Umfangsfläche des zylindrischen Ab­ schnitts 7 a gebildet, wobei beide (beispielsweise durch Schweißen) befestigt sind. Das Verschlußbauteil 8 ist zu einen im wesentlichen dicken, plattenähnlichen Stück geformt und steht mit dem unteren Ende des Jochs 7 in Eingriff. An dem unteren Endabschnitt der inneren Um­ fangsfläche des Jochs 7 ist eine Befestigungsplatte 9 angebracht, die zu einer ringförmigen Scheibe mit einem weggeschnittenen Teil geformt ist. Das Verschluß­ bauteil 8 ist fest am unteren Ende des Jochs 7 befe­ stigt, indem das Verschlußbauteil 8 mittels mehrerer Schrauben 10 an der Befestigungsplatte 9 angebracht ist.

Der hohle, zylindrische Ferritmagnet 11 ist fest­ stehend auf solche Weise in das Gehäuse 6 eingepaßt, daß dieser in Berührung mit der inneren Umfangsfläche des Jochs 7 und dem abgestuften Abschnitt 7 c steht. Gemäß der Erfindung schneidet die innere Umfangsflä­ che des Jochs 7 den abgestuften Abschnitt 7 c genau im rechten Winkel, und die Ecke des Ferritmagneten 11, an der die äußere Umfangsfläche die Endfläche schneidet, ist präzise rechtwinklig ausgebildet, wie weiter oben beschrieben. Dies ermöglicht es, den Ferritmagneten 11 in enger Anlage an das Joch zu befestigen, d. h. in einem Zustand, in dem kein Spalt zwischen dem Ferrit­ magneten 11 und dem Joch 7 existiert, wodurch verhin­ dert ist, daß ein unerwünschter Spalt in einer Magnet­ bahn entsteht, die durch den Ferritmagneten 11, das Joch 7, den Alnicomagneten 12 und das Polstück 13 ge­ bildet ist. Dies trägt viel dazu bei, um den magneti­ schen Widerstand in der Magnetbahn zu verringern.

Bei den bisher bekannten Vibrationskompressoren wurde hingegen die innere Umfangsfläche des äußeren Eisenkerns 300 und dessen abgestufter Abschnitt durch Ausdrehen mittels einer Drehbank ausgebildet, wie dies in einem vergrößerten Ausschnitt in Fig. 4 dargestellt ist. Dieser Ausdrehvorgang ist jedoch nicht leicht und mit viel Arbeit und Zeit verbunden, da der abgestufte Abschnitt von dem offenen Ende des äußeren Eisenkerns 300 beabstandet ist. Außerdem verursacht das Ausdrehen der inneren Umfangsfläche und des abgestuften Abschnitts des äußeren Eisenkerns 300 einen Hohlkehlenradius ge­ wisser Größe (von ungefähr 0,4 mm) an der Schnittli­ nie der inneren Umfangsfläche und des abgestuften Ab­ schnitts (in Fig. 4 durch einen Pfeil R dargestellt).

Diese abgerundete Hohlkehle paßt nicht dicht auf die Ecke des Ferritmagneten 200, die im allgemeinen recht­ winklig ausgebildet ist, wodurch ein unerwünschter Spalt (in Fig. 4 durch einen Pfeil G dargestellt) zwi­ schen dem Ferritmagneten 200 und dem äußeren Eisenkern 300 entsteht.

Es wird hervorgehoben, daß das Polstück 13 an dem Bodenteil 7 b über den Alnicomagneten 12 mittels einer Schraube 15 fest angesetzt ist.

Die Antriebsspule 16 ist im Spalt 14 so angeordnet, daß sie in axialer Richtung hin- und herbewegbar ist, d. h. in vertikaler Richtung des Gehäuses 6. Die Antriebs­ spule 16 ist um das Spulentragbauteil 17 gewickelt, das fest am zylindrischen Kolben 18 angesetzt ist, der kon­ zentrisch zur Achse des Gehäuses 6 verläuft. Die An­ triebsspule 16 ist damit im wesentlichen einstückig mit dem Kolben 18 ausgebildet. Der Kolben 18 steht in Gleit­ kontakt mit einem Zylinder 19, der einstückig mit dem Verschlußbauteil 8 in solcher Weise ausgebildet ist, daß er in das Gehäuse 6 vorsteht. Die Resonanzfeder 20 ist zwischen dem Polstück 13 und dem Spulentragbau­ teil 17 angeordnet, während die Resonanzfeder 21 zwi­ schen dem Spulentragbauteil 17 und dem Verschlußbau­ teil 8 angeordnet ist. Infolgedessen ist der Kolben 18 von der oberen und der unteren Resonanzfeder 20, 21 gehalten. Außerdem ist ein Saugventil 22 an dem unte­ ren Ende des Kolbens 18 angeordnet.

Eine napfförmige Abdeckung 23 ist fest an der Unterseite des Verschlußbauteils 8 mittels nicht dar­ gestellter Schrauben angesetzt. Zwischen der napfför­ migen Abdeckung 23 und dem Verschlußbauteil 8 ist eine Auslaßkammer 25 ausgebildet, die sich unterhalb einer Zylinderkammer 24 unter dem Kolben 18 befindet, und außerdem ist eine Hochdruckkammer 26 und eine Niedrig­ druckkammer 27 durch Schließen einer Öffnung vorge­ sehen, die im Verschlußbauteil 8 mit der napfförmigen Abdeckung 23 ausgebildet ist. Eine Verbindungsbahn 28, die die Auslaßkammer 25 und die Hochdruckkammer 26 ver­ bindet, ist in der napfförmigen Abdeckung 23 ausgebil­ det. Ein Auslaßrohr 29, das mit der Hochdruckkammer 26 verbunden ist, ist durch die Abdeckplatte 2 c zur Außen­ seite hindurchgeführt und steht beispielsweise mit einem Kühlapparat oder einem Kältemaschinenverflüssiger (nicht dargestellt) in Verbindung. Das Niedrigdruck- Kältemittel von einem Kältemaschinenverdampfer (nicht dargestellt) wird in das Gehäuse 6 eingeführt, d. h. in die Innenseite des eigentlichen Kompressors 3 über ein Einlaßrohr 30 a, das durch die Abdeckplatte 2 c hin­ durchführt, und ein Einlaßrohr 30 b, das mit der Niedrig­ druckkammer 27 in Verbindung steht, sowie über ein Ein­ laßrohr 30 c, das die Niedrigdruckkammer 27 mit der In­ nenseite des Gehäuses 6 verbindet.

In der Auslaßkammer 25 sind ein Auslaßventil 32, das auf einem Ventilsitz 31 sitzt, der am untersten Abschnitt der Zylinderkammer 24 an dem Verschlußbau­ teil 8 vorgesehen ist, und eine Kompressionsfeder 33 eingeschlossen, die das Auslaßventil 32 gegen den Ven­ tilsitz 31 drückt.

Ein Stromanschluß 34 a ist an der Abdeckplatte 2 c angebracht, und Verbindungsbauteile 34 b und 34 c ver­ binden den Stromanschluß 34 a mit der Resonanzfeder 21. Die Antriebsspule 16 und die Resonanzfeder 21 sind mit einer Leitung 35 a verbunden, während die Antriebs­ spule 16 und die Resonanzfeder 20 mit einer Leitung 35 b verbunden sind. Damit ist ein Ende der Antriebs­ spule 16 mit dem Stromanschluß 34 a über die Leitung 35 a, die Resonanzfeder 21 und die Verbindungsbauteile 34 c und 34 b verbunden, während deren anderes Ende mit dem geschlossenen Behälter 2 über die Leitung 35 b, die Resonanzfeder 20, das Polstück 13, die Schraube 15, das Bodenteil 7 b und die Feder 4 verbunden ist. Auf diese Weise kann ein Wechselstrom der Antriebsspule 16 zugeführt werden, indem eine Wechselspannung zwischen dem Stromanschluß 34 a und dem geschlossenen Gehäuse 2 angelegt wird.

Wenn ein Wechselstrom der Elektromagnetspule zu­ geführt wird, d. h. der Antriebsspule 16 des erfindungs­ gemäßen Vibrationskompressors, dann schwingt die An­ triebsspule 16 in Übereinstimmung mit der Frequenz des zugeführten Wechselstromes, wodurch der Kolben 18 hin- und herbewegt wird (in vertikaler Richtung in Fig. 3). In diesem Fall wird die Eigenfrequenz des mechanischen Systems des Vibrationskompressors in Resonanz mit der Frequenz des der Antriebsspule 16 zugeführten Wechsel­ stroms gebracht. Das Kältemittel, beispielsweise R12- Gas, das von dem Einlaßrohr 30 a durch die hin- und her­ gehende Bewegung des Kolbens 18 eingeführt ist, wird innerhalb des Gehäuses, d. h. innerhalb des geschlosse­ nen Behälters 2, in der Richtung geleitet, die durch gestrichelte Pfeile dargestellt ist, und über die Ein­ laßrohre 30 b und 30 c in den Kolben 18 eingeführt. Das Kältemittel wird dann durch die hin- und hergehende Bewegung des Kolbens 18 zwischen dem Saugventil 22, das am Kopf des Kolbens 18 befestigt ist, und dem Aus­ laßventil 32 verdichtet, das am Boden des Zylinders 19 angebracht ist. Das Ansaugen und Ausstoßen des Kälte­ mittels im Zylinder 19 wird dadurch hervorgerufen, daß das Saugventil 22 und das Auslaßventil 32 sich abwech­ selnd in Übereinstimmung mit der hin- und hergehenden Bewegung des Kolbens 18 öffnen und schließen. Das Hoch­ druck-Kältemittel, das durch den Kolben 18 komprimiert ist, wird in der durch durchgezogene Pfeile dargestell­ ten Richtung befördert und durch das Auslaßrohr 29 bei­ spielsweise dem Kältesystemverflüssiger zugeführt.

Die Antriebskraft des Vibrationskompressors zum Ausführen des oben beschriebenen Vorgangs stammt von der Antriebsspule 16, die im Magnetluftspalt 14 zwi­ schen dem Ferritmagneten 11 und dem Polstück 13 ange­ ordnet ist. Der Magnetfluß, der sich im Magnetluft­ spalt 14 mit der Antriebsspule 16 schneidet, wird durch den Ferritmagneten 11 und den Alnicomagneten 12 erzeugt. Wenn jedoch ein unerwünschter Spalt in der Magnetbahn, die die Magneten 11 und 12 einschließt, existiert, dann sinkt die magnetische Flußdichte in dem Magnetluftspalt 14, womit eine verringerte An­ triebskraft verbunden ist. Bei dieser Erfindung exi­ stiert nicht nur kein unerwünschter Spalt zwischen dem inneren Eisenkern 40 und dem Alnicomagneten 12, dem Alnicomagneten 12 und dem Bodenteil 7 b sowie zwischen dem zylindrischen Abschnitt 7 a des Jochs 7 und dem Bodenteil 7 b, sondern ebenfalls nicht zwischen dem Ferritmagneten 11 und dem zylindrischen Abschnitt 7 a des Jochs 7, wobei alle obenerwähnten Bauteile in dichte Anlage aneinander gebracht sind. Somit entste­ hen keine Verluste hinsichtlich der magnetischen Fluß­ dichte in dem Magnetluftspalt 14.

Bei dieser Erfindung sind Vorsprünge 7 b′ und 23′ an dem Bodenteil 7 b und der napfförmigen Abdeckung 23 angeformt, die die beiden Enden des eigentlichen Kom­ pressors 3 darstellen, und Dämpfungseinrichtungen 36 und 37 sind an den Abdeckplatten 2 b und 2 c an Stellen angebracht, die den Vorsprüngen 7 b′ und 23′ entspre­ chen, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. Wenn der eigentliche Kompressor 3, der von Federn 4 und 5, wie weiter oben erwähnt, elastisch gehalten ist, einer un­ erwünschten Schwingung unterworfen ist, die beispiels­ weise durch einen äußeren Stoß hervorgerufen wird, oder wenn dieser in einer horizontalen Lage angeordnet ist, dann kann die Abstützung durch die Federn 4 und 5 infolge der Schwerkraft unstabil werden. Die Dämpfungs­ einrichtungen 36 und 37 sind dazu vorgesehen, dieses Problem zu lösen. Nachfolgend werden die Dämpfungsein­ richtungen 36 und 37 mit Bezug auf Fig. 5 beschrieben. Fig. 5 ist eine vergrößerte Darstellung der in Fig. 3 dargestellten Dämpfungseinrichtung 37, wobei die an der Abdeckplatte 2 b angebrachte Dämpfungseinrichtung 36 denselben Aufbau hat.

Aus Fig. 5 ist zu ersehen, daß die Dämpfungsein­ richtung 37 (36) ein zylindrisches Dämpfungsbauteil 37 a (36 a) aus einem elastischen Material wie Gummi, eine Gleitplatte 37 b (36 b), die aus einem verschleißfesten Material wie einem Federmaterial oder einer Nylonplatte besteht und an der inneren Umfangsfläche des Dämpfungs­ bauteils 37 a (36 a) befestigt ist, wobei die Seitenflä­ chend des Vorsprungs 23′ (7 b′) an dieser Gleitplatte entlanggleiten, und ein Gehäuse 37 c (36 c) aufweist. Die Dämpfungseinrichtung 37 (36) ist fest an der Ab­ deckplatte 2 c (2 b) angebracht, so daß die Seitenflächen des Vorsprungs 23′ (7 b′) entlang der Gleitplatte 37 b (36 b) gleiten können.

Der erfindungsgemäße Vibrationskompressor, der mit den oben beschriebenen Dämpfungseinrichtungen 37 und 36 versehen ist, ist gegen unerwünschte Vibration ge­ schützt und stabil gehalten, da der eigentliche Kom­ pressor 3 elastisch von den Federn 4 und 5 gehalten ist, während die Vorsprünge 7 b′ und 23′ von den Dämp­ fungseinrichtungen 36 und 37 geführt sind. Die ver­ schleißfesten Gleitplatten, mit denen die Dämpfungs­ einrichtungen gemäß der Erfindung versehen sind, tra­ gen dazu bei, um eine Abnutzung der Dämpfungsbauteile zu verhindern. Da außerdem ein Spalt (in der Figur durch einen Pfeil A dargestellt) zwischen dem Vor­ sprung 23′ (7 b′) und dem Gehäuse 37 c (36 c) größer ist als ein Spalt (durch einen Pfeil B in der Figur darge­ stellt) zwischen dem Vorsprung 23′ (7 b′) und dem Dämpfungsbauteil 37 a (36 a), stößt die Spitze des Vor­ sprungs 23′ (7 b′) niemals gegen das Gehäuse 37 c (36 c) an.

Fig. 10(A) zeigt eine andere Ausführungsform der in Fig. 5 dargestellten Dämpfungseinrichtung. Die Be­ zugszeichen 2 c, 2 b, 23, 7 b, 37 a, 36 a, 37 b, 36 b, 37 c und 36 c in der Figur entsprechen denselben Bezugs­ zeichen in Fig. 5. Die Bezugszeichen 37 d und 36 d be­ ziehen sich auf wellenförmige Unterlagscheiben, die in Fig. 10(B) in einer perspektivischen Ansicht dar­ gestellt sind. Bei der in Fig. 10(A) dargestellten Dämpfungseinrichtung ist die wellenförmige Unterlag­ scheibe 37 d (36 d) zwischen dem Dämpfungsbauteil 37 a (36 a) und dem Gehäuse 37 c (36 c) angeordnet. Da die wellenförmige Unterlagscheibe 37 d (36 d), die zwischen dem Dämpfungsbauteil 37 a (36 a) und dem Gehäuse 37 c (36 c) angeordnet ist, dazu geeignet ist, eine kleinere Federkonstante als das Dämpfungsbauteil 37 a (36 a) zu haben, kann die anfängliche Rückstoßkraft verringert werden, die entsteht, wenn die napfförmige Abdeckung 23 (das Bodenteil 7 b) in Kontakt mit dem Dämpfungs­ bauteil 37 a (36 a) gerät. Auf diese Weise wird dann, wenn ein relativ kleiner Stoß von der Außenseite er­ folgt, verhindert, daß der eigentliche Kompressor 3 eine große Rückstoßkraft erzeugt. Wenn ein großer Stoß von der Außenseite erfolgt, wird die wellenför­ mige Unterlagscheibe 37 d (36 d) vollständig zusammenge­ drückt, und die große elastische Kraft des Dämpfungs­ bauteils 37 a (36 a) kann vollständig dazu benutzt wer­ den, um den Stoß aufzufangen.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Vibrationskompressor ist die Befestigungsplatte 9, die eine ringförmige Scheibenform mit einem weggeschnittenen Teil aufweist, durch ihre eigene Elastizität in einer Befestigungs­ nut 65 gehalten und befestigt, die an dem unteren Ende des Jochs 7 ausgebildet ist. Die übliche Art einer solchen Befestigungsplatte 9 hat jedoch, wenn sie in die Befestigungsnut 65 eingreift, keine ausreichende Elastizität in radialer Richtung (da der Durchmesser der Befestigungsplatte 9 verringert ist, um in die Befestigungsnut 65 einzugreifen). Infolgedessen ist die äußere Umfangsfläche der Befestigungsplatte 9 oft nicht fest in den Nutgrund der Befestigungsnut 65 ein­ gepaßt, was zu einer fehlerhaften Ausrichtung zwischen den Löchern der Befestigungsplatte 9 und dem Verschluß­ bauteil 8 führt.

Um dieses Problem zu lösen, besteht die in dieser Erfindung verwendete Befestigungsplatte 61 aus einem elastischen Material, wie dies auch bei den bisher üblichen Arten von Befestigungsplatten 9 (in Fig. 9 dargestellt) der Fall ist, die bei den früher vorge­ schlagenen Vibrationskompressoren verwendet werden, und die Befestigungsplatte ist zu einer Kreisbogenform mit einem weggeschnittenen Abschnitt 60 geformt, wie dies in Fig. 6 dargestellt ist. Jedoch befinden sich Einstellbohrungen 62 in der Befestigungsplatte 61 gemäß der Erfindung an Stellen, die nahe den beiden Enden der Befestigungsplatte 61 liegen. Der wegge­ schnittene Abschnitt 60 ist so geformt, daß abgestufte Abschnitte 63 vorstehen, wie aus Fig. 6 zu ersehen ist. Die Einstellbohrungen 62 sind vorgesehen, um das Ver­ größern und Verkleinern des Durchmessers der Befesti­ gungsplatte 61 mit Hilfe eines bekannten Werkzeuges zu erleichtern. Die Befestigungsnut 65, in die die Befestigungsplatte 61 eingepaßt wird, und ein Vorsprung 66 sind an dem unteren Endabschnitt des Jochs 7 aus­ gebildet, wie in Fig. 8 dargestellt ist.

Die in Fig. 6 dargestellte Befestigungsplatte 61 wird in das Joch 7 eingesetzt, während der Durchmesser der Befestigungsplatte 61 verringert ist, indem beide Enden der Befestigungsplatte zusammengedrückt werden, wobei der Vorgang der Verringerung des Durchmessers mit Hilfe eines geeigneten Werkzeugs ausgeführt werden kann, welches Gebrauch von den Einstellbohrungen bzw. Einstellöchern 62 macht, und die Befestigungsplatte 61 tritt in die Befestigungsnut 65 ein, indem der zusammen­ gedrückte Zustand der Befestigungsplatte 61 freigegeben wird. Nachdem die Befestigungsplatte 61 auf diese Weise in die Befestigungsnut 65 eingetreten und in Umfangs­ richtung positioniert ist, wird der weggeschnittene Abschnitt 60 unter Verwendung der Einstellbohrungen 62 vollständig nach außen aufgeweitet. Indem dies ge­ schieht, wird die äußere Umfangsfläche der Befestigungs­ platte 61 in die Befestigungsnut 65 hineingezwängt und in dichte Anlage an den Nutgrund über dessen gesamten Umfang gezwängt. In diesem Zustand wird die Befesti­ gungsplatte 61 in ihrer Lage befestigt, indem der dem weggeschnittenen Abschnitt 60 entsprechende Teil des Vorsprungs 66 umgebogen wird, d. h. durch Anheben des Vorsprungs 66, so daß dieser in den weggeschnittenen Abschnitt 60 eintritt, wie dies in Fig. 7 dargestellt ist. Das Bezugszeichen 67 in Fig. 7 bezeichnet den um­ gebogenen Abschnitt des Vorsprungs 66. Auf diese Weise wird die Befestigungsplatte 61 sicher in ihrer Lage zu dem Joch 7 gehalten.

Die Form des weggeschnittenen Abschnitts 60 der Befestigungsplatte 61 ist nicht auf eine abgestufte Form begrenzt, wie sie in Fig. 6 dargestellt ist, son­ dern sie kann auch eine geradlinige Form ohne einen abgestuften Abschnitt haben, wie dies bei dem wegge­ schnittenen Abschnitt 68 in Fig. 9 der Fall ist. Kurz gesagt, kann der weggeschnittene Abschnitt jede Form haben, die wirksam aufgebogen werden kann.

Wie bereits oben erwähnt, hat eine Kombination aus einem Alnicomagneten und einem Ferritmagneten, die in dieser Erfindung als Permanentmagnet verwendet ist, die Vorteile jeder Art der verwendeten Magneten, während deren Nachteile im Vergleich mit der ausschließlichen Verwendung eines der Magnettypen verringert sind. Wenn beide Arten der Magneten in Kombination miteinander verwendet werden, kann der Alnicomagnet die verschlech­ terten magnetischen Eigenschaften des Ferritmagneten bei erhöhten Temperaturen reduzieren, wodurch der Unterschied in der Kompressorleistung zwischen dem Beginn des Betriebs und dem Dauerbetrieb verringert und das Risiko vermieden ist, daß der Kolben unmittel­ bar nach dem Start des Betriebs an das Auslaßventil anschlägt. Bezüglich der verschlechterten magnetischen Eigenschaften der beiden Magnettypen bei einem Tempe­ raturanstieg von 100°C wurden die folgenden Versuchs­ ergebnisse ermittelt:

• Allein verwendeter Ferritmagnet: Verringerung um etwa 18%;
  Allein verwendeter Alnicomagnet: Verringerung um etwa 2%;
  Ferritmagnet plus Alnicomagnet: Verringerung um etwa 5%.
  (Die Verschlechterung bei der kombinierten Verwendung der Magneten variiert mit dem Unterschied im Verhältnis der Magnetkräfte der kombinierten Magnete.)

Außerdem kann eine Entmagnetisierung, die bei einem Alnicomagneten auftritt, wenn ein übermäßiger Antriebsstrom fließt, durch das Vorhandensein eines Ferritmagneten verhindert werden. Im übrigen führt die kombinierte Verwendung eines Ferritmagneten, der billiger als ein Alnicomagnet ist, zu einer beträcht­ lichen Verringerung der Herstellungskosten im Vergleich zur alleinigen Verwendung eines Alnicomagneten, und dies führt zu einem kompakteren Kompressor infolge der verringerten Höhe des Alnicomagneten.

Die Erfindung ermöglicht es, eine unerwünschte Vibration des eigentlichen Kompressors zu verhindern, wobei die Abnutzung von Dämpfungsbauteilen durch An­ ordnung von verschleißfesten Gleitplatten in dem Gleit­ abschnitt einer Dämpfungseinrichtung verhindert ist, die die Vibration des Kompressors verhindert.

Die Erfindung ermöglicht es ferner, die Befesti­ gungsplatte, die als Maßnahme zur Befestigung des Jochs und des Verschlußbauteils verwendet wird, sicher in ihrer Lage zu halten, womit ein Vibrationskompressor geschaffen ist, bei dem das Joch und das Verschlußbau­ teil unter Verwendung einer einfachen Befestigungsein­ richtung in einen stabilen Befestigungszustand ge­ bracht sind.

Claims (2)

1. Vibrationskompressor mit einem napfförmigen äußeren Eisenkern mit einem Bodenteil und einem zylindrischen Abschnitt, einem Verschlußbauteil, das die offene End­ fläche des zylindrischen Abschnitts des äußeren Eisen­ kerns verschließt, einem Permanentmagneten, der inner­ halb des äußeren Eisenkerns angeordnet ist, einem inne­ ren Eisenkern mit einem zylindrischen Magnetpol zur Bildung einer Magnetbahn zusammen mit dem äußeren Eisenkern bezüglich des Permanentmagneten und mit einer Antriebsspule, die schwingfähig von einer mechanischen Vibrationseinrichtung gehalten und innerhalb eines ringförmigen Magnetluftspaltes zwischen dem äußeren Eisenkern und dem inneren Eisenkern angeordnet ist, wobei die Antriebsspule einen mit ihr verbundenen Kol­ ben antreibt, wenn ihr ein Wechselstrom zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Permanentmagnet aus einem Magneten (12) mit einer hochremanenten magnetischen Flußdichte, wie einem Alnicomagneten, und einem Magneten (11) mit hoher Koerzitivkraft, wie einem Ferritmagneten, be­ steht, wobei der Magnet (12) mit hochremanenter ma­ gnetischer Flußdichte zwischen dem Bodenteil (7 b) des äußeren Eisenkerns (7) und dem inneren Eisenkern (40) angeordnet ist, während der Magnet (11) hoher Koerzi­ tivkraft zwischen dem zylindrischen Abschnitt (7 a) des äußeren Eisenkerns (7) und dem inneren Eisenkern (40) angeordnet ist.

2. Vibrationskompressor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Eisenkern (7) einen zylindrischen Ab­ schnitt (7 a) und ein napfförmiges Bodenteil (7 b) auf­ weist, das in Berührung mit einer Endfläche des zylin­ drischen Abschnitt steht und dessen Innendurchmesser kleiner als derjenige des zylindrischen Abschnitts (7 a) ist, wobei ein Abschnitt (7 d) des napfförmigen Boden­ teils (7 b) mit seinem Außenumfang in Berührung mit der Innenfläche des zylindrischen Abschnitts (7 a) steht, und daß der Permanentmagnet (11), der der Antriebsspule (16) gegenüberliegt, auf solche Weise angeordnet ist, daß seine äußere Umfangsfläche an der inneren Umfangs­ fläche des zylindrischen Abschnitts (7 a) ohne Luftspalt anliegt und daß eine Endfläche des Permanentmagneten in Berührung mit der offenen Endfläche des Bodenteils (7 b) steht.