-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Ständerstützvorrichtung für einen
Kolbenverdichter, und insbesondere eine Ständerstützvorrichtung für einen Kolbenverdichter,
die imstande ist, einen inneren Ständer fest zu befestigen und
eine Vibration des Verdichters zu dämpfen.
-
1 ist
eine transversale Querschnittansicht eines beispielhaften, herkömmlichen
Kolbenverdichters der Art mit beweglichem Magneten. Im allgemeinen
ist ein Kolbenverdichter, wie beispielsweise in
US 3,325,085 offenbart, derart gebaut,
daß ein
Kolben des Verdichters einstückig
mit dem Anker (beweglichem Element) eines Elektrokolbenmotors kombiniert
ist, anstatt eine Kurbelwelle zu benutzen.
-
Wie
in 1 und 2 gezeigt, beinhaltet ein herkömmlicher
Kolbenverdichter eine Verdichtereinheit (C), die quer verlaufend
innerhalb eines Gehäuses
(V) eingerichtet ist, welches am Boden mit Schmiermittel gefüllt ist,
wobei die Verdichtereinheit Kühlmittel
saugt, das Kühlmittel
verdichtet und abläßt, und
eine Schmiermittelzuführung
(0) außerhalb der
Verdichtereinheit zum Zuführen
von Schmiermittel an gleitende Teile der Verdichtereinheit (C) befestigt
ist.
-
Die
Verdichtereinheit (C) beinhaltet einen ringförmigen Rahmen 1, wobei
eine Abdeckung 2 starr an einem Ende des Rahmens 1 befestigt
ist, einen Zylinder 3, der quer verlaufend in einem zentralen
Teil des Rahmens 1 befestigt ist, einen inneren Ständer 4A,
der in einem inneren Teil des Rahmens 1 befestigt ist,
der den Zylinder 3 stützt,
und einen äußeren Ständer 4B,
der in einem äußeren Teil
des Rahmens 1 befestigt ist und durch einen bestimmten Spalt
radial nach außen
vom inneren Ständer 4A getrennt
ist; einen Anker 5 mit einem Permanentmagneten, der in
dem Spalt zwischen dem inneren Ständer 4A und dem äußeren Ständer 4B angeordnet
ist; einen Kolben 6, der einstückig an dem Anker 5 befestigt
ist und das Kühlgas
durch Ausführen
einer Gleitbewegung innerhalb des Zylinders 3 saugt und
verdichtet; ein Paar innerer und äußerer Resonanzfedern 7A und 7B,
die die fortlaufende resonante Bewegung des Ankers 5 in
dem Spalt zwischen dem inneren und äußeren Ständer 4A und 4B elastisch
unterstützen;
und ein Ablaßventilzusammenbau 8,
der an einem Vorderende des Zylinders 3 eingerichtet ist.
-
Im
folgenden stellt die linke Seite der Figuren die Vorderseite und
die rechte Seite der Figuren die Rückseite dar.
-
Der
innere Ständer 4A ist
durch Schichten mehrerer Ständerkernlamellierungen 4a nebeneinander
zum Ausbilden einer Zylinderform ausgebildet, und die Innenfläche des
inneren Ständers 4A ist durch
Einpressen an die Außenfläche des
Rahmens gekuppelt, und gleichzeitig grenzt das Vorderende des inneren
Ständers 4A an
eine abgestufte Fläche des
Rahmens 1 an, so daß es
dadurch gestützt
ist.
-
Bezugszeichen 9 bezeichnet
ein Saugventil, und Bezugszeichen SP bezeichnet ein Saugrohr.
-
Der
oben beschriebene, herkömmliche
Kolbenverdichter ist wie folgt betrieben.
-
Das
heißt,
wenn ein elektrischer Wechselstrom an die Spule angelegt ist, die
vom äußeren Ständer 4B getragen
ist, und ein alternierendes Magnetfeld zwischen dem inneren und
dem äußeren Ständer erzeugt
ist, ist der Anker 5 einer linearen Hin- und Herbewegung
unterzogen, wenn die Pole des Permanentmagneten davon durch das
Magnetfeld in dem Spalt abwechselnd angezogen und abgestoßen werden,
wobei der Kolben 6, der an den Anker 5 gekuppelt
ist, ebenfalls einer linearen Hin- und Herbewegung innerhalb des
Zylinders 3 unterzogen ist, so daß innerhalb des Zylinders 3 wiederholt
eine Druckveränderung
erzeugt ist. Dementsprechend wird aufgrund der Druckveränderung
innerhalb des Zylinders 3 das Kühlgas in dem Gehäuse (V)
durch den Gasflußkanal
(F) in den Kolben 6 gesaugt, dann verdichtet und durch
den Ablaßventilzusammenbau 8 abgelassen.
Und dieser Vorgang wiederholt sich fortlaufend, während der
Kolben hin- und herbewegt wird.
-
Dabei
werden, wenn der Anker 5 der linearen Hin- und Herbewegung
in der quer laufenden Richtung (in der Zeichnung) aufgrund der alternierenden Magnetfelder,
die in dem Spalt zwischen dem inneren und äußeren Ständer 4A und 4B erzeugt
sind, die innere und äußere Resonanzfeder 7A und 7B,
die den Anker in beiden Richtungen stützen, gegenläufig zueinander
zusammengedrückt
und ausgestreckt, wodurch bewirkt ist, daß die Hin- und Herbewegung
des Ankers resoniert ist.
-
Jedoch
ist bei dem herkömmlichen
Kolbenverdichter wie oben beschrieben nur das Vorderende des inneren
Ständers
durch den Rahmen gestützt, und
das Hinterende ist freigelassen wie es ist, und daher kann der innere
Ständer
nicht fest befestigt sein.
-
Außerdem ist
eine Vibration erzeugt, während
die innere und äußere Resonanzfeder
die Bewegung des Ankers in Resonanz versetzt, und die Verdichtereinheit
ist dadurch in Vibration versetzt, da die innere Feder direkt oder
indirekt an den Rahmen angrenzt, wie beispielsweise in
US 3,171,585 oder
US 2,988,264 offenbart, und dort gestützt ist,
und dementsprechend ist die Vibration des Kolbenverdichters selbst
innerhalb des Gehäuses
erhöht.
-
Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ständerstützvorrichtung
für einen Kolbenverdichter
bereitzustellen, die den inneren Ständer fest befestigen kann,
um die Probleme der herkömmlichen
Technik zu lösen.
-
Es
ist außerdem
eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Ständerstützvorrichtung
für einen
Kolbenverdichter bereitzustellen, der eine Vibration der Verdichtereinheit
durch die innere Resonanzfeder verhindern kann, wenn die innere und äußere Resonanzfeder,
die den Anker stützen, zusammengedrückt und
ausgestreckt werden.
-
Zur
Lösung
dieser Aufgaben der vorliegenden Erfindung ist ein Kolbenverdichter
gemäß Anspruch
1 bereitgestellt.
-
1 ist
eine transversale Querschnittansicht, die einen herkömmlichen
Kolbenverdichter zeigt;
-
2 ist
eine Querschnittansicht, die die Befestigungsstruktur eines inneren
Ständers
bei dem herkömmlichen
Kolbenverdichter zeigt;
-
3 ist
eine transversale Querschnittansicht, die eine Ausführungsform
eines Kolbenverdichters gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
-
4 ist
eine Querschnittansicht, die die Befestigungsstruktur eines inneren
Ständers
bei dem Kolbenverdichter gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
-
5 ist
eine auseinandergezogene Perspektivansicht, die die Befestigungsstruktur
des inneren Ständers
bei dem Kolbenverdichter gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
-
6 ist
eine Querschnittansicht, die eine andere Ausführungsform der Befestigungsstruktur des
inneren Ständers
bei dem Kolbenverdichter gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
-
Die
Ständerstützvorrichtung
für einen
Kolbenverdichter gemäß der vorliegenden
Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen
beschrieben.
-
Dieselben
Bauteile wie die der herkömmlichen
Technik sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
-
Wie
in 3 und 4 gezeigt, beinhaltet ein Kolbenverdichter,
für den
eine Ständerstützvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung geeignet ist, ein Gehäuse
(V), das am Boden mit Schmiermittel gefüllt ist und mit einem Saugrohr
(SP) und einem Ablaßrohr
(nicht gezeigt) ausgestattet ist; einen ringförmigen Rahmen 1, der
in dem Gehäuse
(V) elastisch gestützt
ist; eine Abdeckung 2, die an einer Endfläche des
Rahmens 1 befestigt ist; einen Zylinder 3, der
in einem zentralen Teil des Rahmens 1 in der axialen Richtung
befestigt ist; einen inneren Ständer 4A, der
am inneren Teil des Rahmens 1 befestigt ist; einen äußeren Ständer 4B,
der an einem äußeren Teil des
Rahmens 1 befestigt ist und durch einen bestimmten radialen
Spalt von dem inneren Ständer 4A getrennt
ist; einen Anker 5, der einen Permanentmagneten trägt, in dem
Spalt zwischen dem inneren Ständer 4A und
dem äußeren Ständer 4B angeordnet
ist und imstande ist, eine lineare Hin- und Herbewegung darin auszuführen; einen
Kolben 6, der einstückig
an dem Anker 5 befestigt ist, gleitbar in den Zylinder
eingeführt
ist und zu einer linearen Hin- und Herbewegung zusammen mit dem
Anker 5 imstande ist; eine innere Resonanzfeder 7A und
eine äußere Resonanzfeder 7B,
die den Anker 5 von beiden Seiten des Ankers 5 stützen und
die Resonanzbewegung des Ankers 5 einleiten; und ein Kappenglied 10, das
zwischen der inneren Resonanzfeder 7A und dem inneren Ständer 4A angeordnet
ist und den inneren Ständer 4A elastisch
stützt.
-
Der
innere Ständer 4A ist
durch Schichten mehrerer Ständerkernlamellierungen 4a nebeneinander
zum Aufweisen einer Zylinderform ausgebildet, und das Vorderende
des inneren Ständers 4A grenzt
an eine Stufe 1a an, die in der Außenfläche des Rahmens 1 ausgebildet
ist, so daß es
in der Vorwärtsrichtung
befestigt ist, wobei jedoch am anderen, hinteren Ende des inneren
Ständers 4A das
Kappenglied 10, das elastisch durch die innere Resonanzfeder 7A gedrückt ist,
angrenzt und gestützt
ist.
-
Daher
wirkt das Kappenglied 10 selbst als eine Federbasis, die
die innere Resonanzfeder elastisch stützt.
-
Das
Kappenglied 10 ist als eine zylindrische „Kappe" mit einer zentralen
zylindrischen Bohrung 11, einem inneren hochgebogenen Teil 12 an
seinem einen Ende und einem äußeren hochgebogenen
Teil 13 an seinem anderen Ende ausgebildet, und der Zylinder 3 erstreckt
sich mit einem bestimmten Spalt durch die Bohrung 11, so
daß die
innere Resonanzfeder 7A zwischen der Innenfläche der
Bohrung 11 und der Außenfläche des
Zylinders 3 angeordnet sein kann. Zudem grenzt das Vorderende
der inneren Resonanzfeder 7A an das innere hochgebogene
Teil 12 des Kappenglieds 10 und ist dadurch gestützt, und
das Hinterende des inneren Ständers 4A grenzt an
das äußere hochgebogene
Teil 13 des Kappenglieds 10 und ist dadurch gestützt.
-
Außerdem ist
es hinsichtlich des Berührens des
Kappenglieds 10 mit der inneren Resonanzfeder 7A,
die einer Vibration unterzogen ist, erwünscht, daß das vordere, innere hochgebogene
Teil 12 des Kappenglieds 10 mit einem bestimmten
Spalt vom Rahmen 1 getrennt ist, so daß das innere hochgebogene Teil 12 nicht
mit dem Hinterende 1b des Rahmens 1 in Berührung kommt.
-
Außerdem kann
das Kappenglied 10' als eine
andere Ausführungsform
der Ständerstützvorrichtung
für einen
Kolbenverdichter gemäß der vorliegenden
Erfindung so gebaut sein, daß es
den Zylinder 3 und den inneren Ständer 4A gleichzeitig
berührt,
oder daß das
Kappenglied 10' ein
Teil aufweisen kann, das den Zylinder 3 und den inneren
Ständer 4A gleichzeitig
berührt.
In 6 ist eine Bauweise gezeigt, bei der das Kappenglied 10' die Außenfläche des
Zylinders 3 und das Hinterende des inneren Ständers 4A berührt. Dementsprechend
kann die Befestigung des inneren Ständers fester und starrer hergestellt
sein.
-
Zudem
ist das Kappenglied 10' durch
einen Blechformvorgang unter Nutzung einer Presse gefertigt.
-
Der
allgemeine Betrieb des Kolbenverdichters mit der Ständerstützvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung gleicht dem der herkömmlichen Technik.
-
Das
heißt,
wenn der Anker 5 einer linearen Hin- und Herbewegung unterzogen
ist, nachdem der elektrische Strom an die Spule angelegt ist, die
vom äußeren Ständer 4B getragen
ist, führt
der Kolben, der an den Anker 5 gekuppelt ist, eine lineare
Hin- und Herbewegung innerhalb des Zylinders aus, wodurch der Druck
innerhalb des Zylinders verändert wird,
so daß das
Kühlgas
in dem Gehäuse
(V) durch den Gasflußkanal
(F) in den Kolben 6 gesaugt, dann verdichtet und durch
den Ablaßventilzusammenbau 8 abgelassen
wird.
-
Dabei
drückt,
wenn der Anker 5 der linearen Hin- und Herbewegung in der
quer verlaufenden, axialen Richtung in dem Spalt zwischen dem inneren und
dem äußeren Ständer 4A und 4B unterzogen
ist, die innere Resonanzfeder 7A unter der inneren und äußeren Resonanzfeder 7a und 7B,
die den Anker 5 von beiden Seiten stützen, gegen das Kappenglied 10,
so daß das
Kappenglied 10, das von der inneren Resonanzfeder gedrückt ist,
in der Vorwärtsrichtung gegen
das Hinterende des inneren Ständers 4A drückt, wodurch
der innere Ständer 4A fester
an die Stufe 1a des Rahmens angrenzt.
-
Das
heißt,
das Vorderende des inneren Ständers 4A ist
an der Stufe 1a, die auf der Außenfläche des Rahmens 1 ausgebildet
ist, befestigt, und in diesem Zustand ist das Hinterende des inneren
Ständers 4A durch
das Kappenglied 10 in die Vorwärtsrichtung gedrückt, welches
durch die innere Resonanzfeder 7A gedrückt ist, wodurch der innere
Ständer 4A fester
befestigt sein kann.
-
Außerdem ist
das Vorderende des Kappenglieds 10 nicht direkt auf dem
Hinterende 1b des Rahmens 1 angeordnet, und daher
ist die Vibration der inneren Resonanzfeder 7A, die an
das Kappenglied 10 angrenzt, nicht direkt auf den Rahmen 1 übertragen,
sondern über
den inneren Ständer 4A auf
den Rahmen 1 übertragen.
-
Da
der innere Ständer 4A durch
Schichten mehrerer Ständerkernlamellierungen 4a gebaut
ist, ist die Vibration zu einem bestimmten Grad durch den inneren
Ständer 4A ausgeglichen
und dann auf den Rahmen 1 übertragen, wodurch die Vibration
des Verdichters reduziert sein kann.
-
Insofern
beschrieben umfaßt
gemäß der vorliegenden
Erfindung der innere Ständer
für einen
Kolbenverdichter ein Kappenglied, das an der einen Seite des inneren
Ständerzusammenbaus
haftet, welche dem einen Ende der inneren Resonanzfeder entspricht,
wobei die innere Resonanzfeder, die an der anderen Seite des Kappenglieds
haftet, den inneren Ständer
elastisch stützt
und gleichzeitig die Erregerkraftübertragung auf den inneren
Ständer überträgt, und
wobei das Kappenglied so angeordnet ist, daß es vom Rahmen getrennt ist,
wodurch eine direkte Übertragung
der Erregerkraft, die in der inneren Resonanzfeder erzeugt ist,
auf den Rahmen verhindert ist. Daher kann der innere Ständer fest
befestigt sein, und die Erregerkraft, die während des Zusammendrück- oder
Ausstreckvorgangs der inneren Resonanzfeder erzeugt ist, ist über den
inneren Ständer auf
den Rahmen übertragen,
wodurch die Vibration des Verdichters reduziert sein kann.
-
Die
Erfindung ist auf Kolbenmotoren und -verdichter anwendbar, wie sie
in verschiedenen Industriegebieten weithin eingesetzt sind, einschließlich Kälte- und
Klimatechnikgeräte.