WO2011069774A2 - Verdichter mit einem tragegestell - Google Patents

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WO2011069774A2
WO2011069774A2 PCT/EP2010/067343 EP2010067343W WO2011069774A2 WO 2011069774 A2 WO2011069774 A2 WO 2011069774A2 EP 2010067343 W EP2010067343 W EP 2010067343W WO 2011069774 A2 WO2011069774 A2 WO 2011069774A2
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cylinder piston
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Thorsten Kusnik
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    • F04B35/045—Piston pumps specially adapted for elastic fluids and characterised by the driving means to their working members, or by combination with, or adaptation to, specific driving engines or motors, not otherwise provided for the means being electric using solenoids
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    • F05C2201/00—Metals
    • F05C2201/02—Light metals
    • F05C2201/021—Aluminium

Definitions

  • the present invention relates to a compressor, in particular linear compressor, for the compression of fluids, for example for the compression of refrigerants in
  • compressors For compressing fluids such as gases, compressors are usually used, as described in WO 2008/047515 A1.
  • Such compressors usually comprise a pumping chamber with a cylinder space in which a cylinder piston for generating cylinder overpressure and cylinder vacuum is arranged to be movable.
  • the cylinder piston is mechanically coupled to a cylinder piston rod, which is driven linearly by a solenoid with two windings.
  • Cylinder piston is driven linearly by an electromagnet.
  • the invention is based on the recognition that a more efficient compressor by the use of a one-piece support frame, which is suitable for carrying all
  • Carrying frame can for example form functional spaces in which different functional components, such as an electromagnet, which can form an electric motor, or a pumping chamber of the compressor, can be arranged.
  • different functional components such as an electromagnet, which can form an electric motor, or a pumping chamber of the compressor.
  • the invention relates to a compressor with a support frame, to which at least two different functional components are fastened, wherein the support frame is in one piece.
  • functional components means those components which realize a function of the compressor, such as a pumping chamber, but not those components from which the functional components are themselves composed, such as a valve of the pumping chamber or its fasteners such as fittings.
  • the support frame comprises interconnected support arms, through which a first attachment region for fixing a first functional component, in particular a pumping chamber, and a second
  • the second attachment region can be, for example, a central attachment region of the support frame, wherein the first attachment region can be arranged laterally therefrom.
  • the support frame comprises, for example, interconnected or merging support arms to which the functional components are attached. Due to the one-piece design of the support frame, the support arms, for example, at any angle into each other, so that different, frame-like support frame structures can be realized.
  • the support arms can be
  • the support arms of the support frame with
  • Reinforcing ribs in particular provided with Lekssversteifungsrippen, which are provided to increase the bending strength of the support arms.
  • the support frame comprises at least one support arm, which has a cavity which is formed by stiffening ribs.
  • functional areas for example for guiding cables, can be realized in the support arms themselves.
  • the support frame comprises interconnected support arms having a first support arm, a second support arm and a third support arm, wherein the first support arm and the second support arm are arranged parallel to each other and extend perpendicularly with respect to the third support arm, and wherein the first support arm second support arm and the third support arm for fixing a functional component, in particular at least one electromagnet, are provided.
  • the parallel Supporting arms thus define, for example, an at least partially rectangular, central fastening region in which the electromagnet or the motor, which can drive, for example, a cylinder piston of a pumping chamber of the compressor, can be fastened.
  • the support frame is formed of a metal casting, for example of an aluminum casting. This ensures that both the position of the support arms and the course of the stiffening ribs can be set arbitrarily. Due to the cast construction also with low manufacturing tolerances
  • the support frame comprises a central
  • the energy storage spring for example, be an element of the resulting mechanical resonant circuit, which is excited by the electromagnet, for example, to set a cylinder piston of a pumping chamber in a vibration.
  • the support frame comprises a central
  • a mounting portion for securing at least one electromagnet a first mounting portion laterally disposed to the central mounting portion for mounting a first energy storage spring to which a first cylinder piston is coupled via a first cylinder piston rod, and one to the central one
  • Attachment area laterally arranged second mounting portion for attaching a second energy storage spring, with which a second cylinder piston is attached via a second cylinder piston rod, on.
  • the at least one electromagnet is provided on the first energy storage spring and on the second energy storage spring, in particular by means of a magnetic middle piece or oscillating body,
  • a pumping chamber is fastened to each fastening region arranged laterally to the central fastening region, as a result of which a boxer arrangement can be realized.
  • the pumping chambers are preferably fastened opposite one another, wherein the at least one electromagnet is arranged between the pumping chambers and for jointly driving the respective one
  • Cylinder piston can be provided.
  • an electromagnet is arranged between the pumping chambers, so that the pumping chambers adjoin them on both sides, which can be realized simply and inexpensively by the one-piece construction of the support frame.
  • the support frame is mounted on suspension springs for vibration damping. These are arranged, for example, on an underside of the support frame in receptacles provided for this, to ensure a secure state of the
  • the invention relates to a refrigeration device, in particular a
  • Under refrigeration device is in particular a household refrigeration appliance understood, ie a
  • Refrigeration appliance for housekeeping in households or possibly also in the household
  • Catering area is used, and in particular serves to store food and / or drinks in household quantities at certain temperatures, such as a refrigerator, a freezer, a fridge freezer, a freezer or a wine fridge.
  • FIG. 1 shows a compressor
  • Fig. 2 is a side view of the compressor shown in Fig. 1
  • Fig. 3 shows a support frame
  • Fig. 1 shows a compressor whose all functional components are attached to a one-piece support frame 101.
  • the compressor comprises a first compressor chamber 103 with a first cylinder piston 105 which can be driven by means of a first cylinder piston rod 107.
  • the first cylinder piston rod 107 is provided with a first one
  • Energy storage spring 109 connected.
  • the first energy storage spring 109 end provided with a fastener 1 1 1, on which the first
  • Cylinder piston rod 107 is attached.
  • the this end of the first energy storage spring 109 opposite end of the energy storage spring 109 is attached, for example, to a support portion 1 13 of the support frame 101.
  • the compressor shown in FIG. 1 can optionally be a double compressor and for this purpose comprise a second pumping chamber 15, which is constructed analogously to the first pumping chamber 103.
  • the second pumping chamber 1 15 comprises a second cylinder piston 1 17, which is drivable by means of a second cylinder piston rod 1 19.
  • a second energy storage spring 121 is provided, which ends with a
  • Attachment 123 is provided, on which the cylinder piston rod 1 19 is attached. The opposite end of this end of the energy storage spring 121 is attached to a mounting portion 125 of the support frame 101.
  • the compressor shown in Fig. 1 further comprises a centrally located
  • Electromagnet 127 which can form an electric motor, with windings 129 and 131.
  • the electromagnet 127 may be provided to laterally vibrate a center magnetic piece 133 disposed centrally therein.
  • the magnetic center piece 133 is connected at its first end 135 to a first leaf spring 137 and to the first energy storage spring 109.
  • the magnetic center piece 133 is further connected at its second end 139 to a further leaf spring 141 and to the second energy storage spring 121.
  • the leaf springs 137 and 141 are on
  • each vibration-damping suspension springs 151 are optionally arranged.
  • the solenoid 127 may be, for example, a member of an electric motor with a pivot armature realized by the magnetic center 133.
  • the cylinder piston rod 107, 1 19 coupled, so that in a brought about by the electromagnet 127 pivotal movement of the magnetic center piece 133, the cylinder piston 105 and 1 17 indicated in FIG. 1 driven coupled along a longitudinal axis 153.
  • the cylinder pistons 107 and 17 are always moved together in the same direction, whereby different pressures are generated in the cylinders.
  • the longitudinal center axis, 153 for example, the first cylinder piston 107 advances, whereby in the cylinder of the first pumping chamber 103, an overpressure arises, while the second cylinder piston 1 17 from the cylinder of the second pumping chamber 1 15 disengages, whereby a negative pressure is generated therein.
  • the pumping chambers 103 and 15 can with
  • the energy storage springs 109, 121 and the leaf springs 137 and 141 which may be provided as a guide leaf springs, are elements of a vibration system, which influence the induced by the electromagnet 127 vibrational behavior of the magnetic center piece 133.
  • the support frame 101 shown in FIG. 1 comprises support arms 157, 159, 161, 163, 165, 167, 169 and 171, which are each connected to one another, for example, or
  • the support arms 157 to 171 are for fastening the
  • the support frame 101 comprises a central region 170 formed by support arms 157, 159, 161 and by the attachment portion 143, which is provided for fastening the electromagnet 127.
  • the support arms 157-171 of the support frame 101 may be provided to increase the bending strength, for example, with stiffening ribs 173, which extend as longitudinal ribs in a longitudinal direction of the respective support arm 157-171. Laterally from the central attachment region 170 extends a first
  • Attachment area 175 which is provided together with the attachment portion 1 13 for fixing the first pumping chamber 103 and the energy storage spring 109.
  • a second attachment region 177 is provided, which serves for fastening the second pumping chamber 15 and the second energy storage spring 121.
  • the support frame 101 is designed, for example, as a carrying component and serves as a mounting frame or a workpiece carrier for the functional components of the compressor, for example for the electromagnet 127, which can form a motor, or for the motor, or for a vibration system with guide elements, spacers,
  • Spring supports or for a position sensor, or for a compression unit, which may be formed for example by the respective pumping chamber 103, 1 15, or for the energy storage springs 109, 121, or for systems for vibration engineering
  • the support frame 101 Due to the design of the structure of the support frame 101, it is possible to build a one-sided or double-acting compressor, so a boxer compressor, on the same support frame 101.
  • the support frame 101 can be universally used for various performance sizes. Furthermore, the for
  • the support frame 101 also allows the combination of important functional surfaces, whereby they are produced with low tolerances to each other.
  • the support frame 101 can be used, for example, across the entire range of compressors, which entails a reduction of set-up effort in the production. For compressor production, the number of tools required can be reduced, resulting in further cost advantages. Overall, the one-piece support frame 101 is characterized by a low material usage at high required bending strength, which can be further increased by the stiffening ribs 173.
  • the support frame 101 may be made of cast aluminum, for example. This allows a simplification of the assembly processes, resulting in a more cost effective overall Manufacturing process leads. All functional components of the compressor are also positioned in the required accuracy to each other, which increases the reliability of the compressor. In the support frame 101 functional cavities or function openings, such as the suction port 155 can be integrated in the assembly with other functional components.
  • the operating weight is low, while less screws are required for a large number of attachments.
  • the components of the respective pumping chamber 103, 105 for example a valve, a valve cover, a valve plate, seals with the same screws, with which the cylinder piston housing is bolted to the support frame 101, are screwed. Due to the usable on both sides for a mounting brackets less fasteners are also necessary because the same support arm can be used for fastening of several components.
  • Fig. 2 shows a side view of the compressor shown in Fig. 1, wherein only the first pumping chamber 103 is shown, because the support frame 101 both for supporting functional components of a double compressor with two pumping chambers as well as for carrying functional components of a simple compressor with a single
  • the stiffening ribs 173 may be formed by voids 201 formed in the support arms 157-171. Since the support frame 101 is integral, the course of the reinforcing ribs to increase the flexural rigidity of the support arms 157-171 of the support frame 101 can be arbitrarily shaped and optimized.
  • the first pumping chamber 103 forms a compressor unit, which in addition to the
  • Cylinder piston and a cylinder chamber in particular a cylinder liner, a
  • Cylinder piston housing, a valve plate and a valve cover 203 may include.
  • the valve plate can also be provided with valves arranged on both sides, which act respectively in the suction and in the pressure phase. Furthermore, more
  • Fig. 3 shows the support frame shown in Fig. 1, in which the mounting portions 1 13 are each provided with a centering collar 301 for receiving the respective energy storage spring.
  • the centering collar 301 is used to attach the respective end of the respective energy storage spring, as shown for example in Fig. 1.
  • the Carrying rack 101 further includes target stops 303, which allow accurate positioning of the support frame 101, for example in a machine room of a refrigeration device.
  • receptacles 305 for receiving the suspension springs 151 shown in FIG. 1 are provided.
  • the images 305 can also for a
  • the support frame 101 further includes, for example, two positioning points 307 for assembly, which may be formed together with support points for mechanical processing.
  • Fig. 3 is further another
  • Support point 309 shown for mechanical processing The support arms 157-171 may for example be provided with mounting portions 31 1, where the functional components of the compressor can be fastened, for example by means of screwing.
  • the sections of the support frame 101 can be provided with further cavities or volumes for receiving further functional elements.
  • Pumping chamber 103 may be provided with a volume 31 1, in which, for example, a suction muffler, in particular a Helmholtz resonator may be arranged.
  • the attachment portion 1 13 includes, for example, attachment openings 313 for mounting and centering of the cylinder piston housing.
  • the attachment portion 1 13 is further provided with attachment surfaces 315, which in particular in a
  • the mounting portion 1 13 may further be provided with a receptacle 317 for a Gasstromumlenkteil.
  • Fixing sections 1 13 and 1 15 may be identical.
  • the stiffening ribs 173 shown in FIG. 3 may, for example, be U-shaped on the longitudinal and transverse struts formed by the support arms of the support frame 101.
  • the central spaces can, for example, also for
  • the attachment portion 31 1 can be used for example for mounting optoelectronics.
  • the further attachment portion 143 may be laterally provided with holes 319, which may serve to receive dowel pins or fittings.
  • An abutment surface 321 of the further attachment portion 143 may, for example, be provided with a rolling radius for a leaf spring.
  • the further attachment section 143 may, for example, have a central opening 323 and thereby be frame-shaped.
  • the support arms of the support frame 101 may be formed in a plane. However, it is possible that, for example, the mounting portions 1 13 and 1 15 supporting support arms with respect to, for example, one through the central
  • Attachment area 170 formed level down. The furthermore
  • Mounting portion 143 may be further provided with further support members 325, whereby the stability of the arrangement can be increased.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Verdichter, insbesondere Linearverdichter, mit einem Tragegestell (101), an welchem zumindest zwei unterschiedliche Funktionsbauteile (103, 127) befestigt sind, wobei das Tragegestell (101) einstückig ist.

Description

Verdichter mit einem Tragegestell
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verdichter, insbesondere Linearverdichter, zur Verdichtung von Fluiden, beispielsweise zur Verdichtung von Kältemitteln in
Haushaltskältegeräten.
Zur Verdichtung von Fluiden wie beispielsweise Gasen werden üblicherweise Verdichter eingesetzt, wie sie in der Druckschrift WO 2008/047515 A1 beschrieben sind. Derartige Verdichter umfassen meist eine Pumpkammer mit einem Zylinderraum, in welchem ein Zylinderkolben zur Erzeugung von Zylinderüberdruck und Zylinderunterdruck bewegbar angeordnet ist. Hierzu ist der Zylinderkolben mit einer Zylinderkolbenstange mechanisch gekoppelt, welche von einem Elektromagneten mit zwei Wicklungen linear angetrieben wird.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen effizienteren Verdichter der vorgenannten Art zu schaffen.
Unter Verdichter wird insbesondere ein Linearverdichter verstanden, bei dem ein
Zylinderkolben von einem Elektromagneten linear angetrieben wird. Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass ein effizienterer Verdichter durch die Verwendung eines einstückigen Tragegestells, welches zum Tragen sämtlicher
Funktionsbauteile des Verdichters vorgesehen ist, realisiert werden kann. Das
Tragegestell kann beispielsweise Funktionsräume bilden, in welchen unterschiedliche Funktionsbauteile, wie beispielsweise ein Elektromagnet, welcher einen Elektromotor formen kann, oder eine Pumpkammer des Verdichters, angeordnet sein können.
Gemäß einem Aspekt betrifft die Erfindung einen Verdichter mit einem Tragegestell, an welchem zumindest zwei unterschiedliche Funktionsbauteile befestigt sind, wobei das Tragegestell einstückig ist. Unter dem Begriff„Funktionsbauteile" werden diejenigen Bauteile verstanden, welche eine Funktion des Verdichters realisieren, wie beispielsweise eine Pumpkammer, nicht jedoch diejenigen Bauteile, aus welchen die Funktionsbauteile selbst zusammengesetzt sind, wie beispielsweise ein Ventil der Pumpkammer oder deren Befestigungselemente wie beispielsweise Verschraubungen.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Tragegestell miteinander verbundene Tragarme, durch welche ein erster Befestigungsbereich zum Befestigen eines ersten Funktionsbauteils, insbesondere einer Pumpkammer, und ein zweiter
Befestigungsbereich zum Befestigen eines zweiten Funktionsbauteils, insbesondere eines oder mehrerer Elektromagneten, gebildet sind. Der zweite Befestigungsbereich kann beispielsweise ein zentraler Befestigungsbereich des Tragegestells sein, wobei der erste Befestigungsbereich seitlich davon angeordnet sein kann.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Tragegestell beispielsweise miteinander verbundene oder ineinander übergehende Tragarme, an welchen die Funktionsbauteile befestigt sind. Durch die einstückige Bauweise des Tragegestells können die Tragarme beispielsweise unter beliebigen Winkeln ineinander übergehen, so dass unterschiedliche, rahmenartige Tragegestellstrukturen realisierbar sind. Die Tragarme können
beispielsweise in einer oder in mehreren Ebenen und/oder unter unterschiedlichen Raumwinkeln angeordnet sein.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Tragarme des Tragegestells mit
Versteifungsrippen, insbesondere mit Längsversteifungsrippen versehen, welche zur Erhöhung der Biegefestigkeit der Tragarme vorgesehen sind.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Tragegestell zumindest einen Tragarm, welcher einen Hohlraum, der durch Versteifungsrippen gebildet ist, aufweist. Dadurch können in den Tragarmen selbst Funktionsbereiche beispielsweise zur Führung von Kabeln realisiert werden.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Tragegestell miteinander verbundene Tragarme mit einem ersten Tragarm, einem zweiten Tragarm und einem dritten Tragarm, wobei der erste Tragarm und der zweite Tragarm parallel zueinander angeordnet sind und sich senkrecht bezüglich des dritten Tragarmes erstrecken, und wobei der erste Tragarm, der zweite Tragarm und der dritte Tragarm zum Befestigen eines Funktionsbauteils, insbesondere zumindest eines Elektromagneten, vorgesehen sind. Die parallelen Tragarme definieren somit beispielsweise einen zumindest teilweise rechteckigen, zentralen Befestigungsbereich, in welchem der Elektromagnet bzw. der Motor, welcher beispielsweise einen Zylinderkolben einer Pumpkammer des Verdichters antreiben kann, befestigt sein kann. Gemäß einer Ausführungsform ist das Tragegestell aus einem Metallguss, beispielsweise aus einem Aluminiumguss geformt. Dadurch wird erreicht, dass sowohl die Position der Tragarme als auch der Verlauf der Versteifungsrippen beliebig festgelegt sein können. Durch die Gussbauweise werden zudem bei geringen Fertigungstoleranzen die
Herstellungskosten des Verdichters gesenkt.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Tragegestell einen zentralen
Befestigungsbereich zum Befestigen von zumindest einem Elektromagneten, und einen zu dem zentralen Befestigungsbereich seitlich angeordneten Befestigungsbereich zum Befestigen einer Energiespeicherfeder, welche zur Energiespeicherung vorgesehen ist. Die Energiespeicherfeder kann beispielsweise ein Element des resultierenden, mechanischen Schwingkreises sein, welcher durch den Elektromagneten angeregt wird, um beispielsweise einen Zylinderkolben einer Pumpkammer in eine Schwingung zu versetzen. Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Tragegestell einen zentralen
Befestigungsbereich zum Befestigen von zumindest einem Elektromagneten, einen zu dem zentralen Befestigungsbereich seitlich angeordneten ersten Befestigungsbereich zum Befestigen einer ersten Energiespeicherfeder, mit welcher ein erster Zylinderkolben über eine erste Zylinderkolbenstange gekoppelt ist, und einen zu dem zentralen
Befestigungsbereich seitlich angeordneten zweiten Befestigungsbereich zum Befestigen einer zweiten Energiespeicherfeder, mit welcher ein zweiter Zylinderkolben über eine zweite Zylinderkolbenstange befestigt ist, auf. Dabei ist der zumindest eine Elektromagnet vorgesehen, auf die erste Energiespeicherfeder und auf die zweite Energiespeicherfeder, insbesondere mittels eines magnetischen Mittelstückes oder Schwingkörpers,
beispielsweise im Wechsel einzuwirken, um den ersten Zylinderkolben und den zweiten Zylinderkolben anzutreiben, insbesondere mechanisch gekoppelt anzutreiben. Dadurch wird eine effiziente Realisierung eines Doppelverdichters mit zwei entgegengesetzt angeordneten Pumpkammern ermöglicht. Gemäß einer Ausführungsform ist an jedem zu dem zentralen Befestigungsbereich seitlich angeordneten Befestigungsbereich jeweils eine Pumpkammer befestigt, wodurch eine Boxer-Anordnung realisiert werden kann. Die Pumpkammern sind bevorzugt einander gegenüberliegend befestigt, wobei zwischen den Pumpkammern der zumindest eine Elektromagnet angeordnet und zum gemeinsamen Antreiben des jeweiligen
Zylinderkolbens vorgesehen sein kann.
Gemäß einer Ausführungsform ist zwischen den Pumpkammern ein Elektromagnet angeordnet, so dass die Pumpkammern beidseitig an diesen angrenzen, was durch die einstückige Bauweise des Tragegestells einfach und kostengünstig realisiert werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Tragegestell zur Schwingungsdämpfung auf Standfedern gelagert. Diese sind beispielsweise an einer Unterseite des Tragegestells in hierfür vorgesehenen Aufnahmen angeordnet, um einen sicheren Stand des
Tragegestells mit den darin angeordneten Funktionsbauteilen des Verdichters zu gewährleisten.
Gemäß einem Aspekt betrifft die Erfindung ein Kältegerät, insbesondere ein
Haushaltskältegerät, mit dem erfindungsgemäßen Verdichter, dessen Funktionsbauteile an einem einstückigen Tragegestell befestigt sind.
Unter Kältegerät wird insbesondere ein Haushaltskältegerät verstanden, also ein
Kältegerät das zur Haushaltsführung in Haushalten oder eventuell auch im
Gastronomiebereich eingesetzt wird, und insbesondere dazu dient Lebensmittel und/oder Getränke in haushaltsüblichen Mengen bei bestimmten Temperaturen zu lagern, wie beispielsweise ein Kühlschrank, ein Gefrierschrank, eine Kühlgefrierkombination, eine Gefriertruhe oder ein Weinkühlschrank.
Weitere Ausführungsbeispiele werden Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert:
Fig. 1 zeigt einen Verdichter, Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht des in Fig. 1 dargestellten Verdichters; Fig. 3 zeigt ein Tragegestell;
Fig. 1 zeigt einen Verdichter, dessen sämtliche Funktionsbauteile an einem einstückigen Tragegestell 101 befestigt sind. Der Verdichter umfasst eine erste Verdichterkammer 103 mit einem ersten Zylinderkolben 105, welcher mittels einer ersten Zylinderkolbenstange 107 antreibbar ist. Die erste Zylinderkolbenstange 107 ist mit einer ersten
Energiespeicherfeder 109 verbunden. Hierzu ist die erste Energiespeicherfeder 109 endseitig mit einem Befestigungselement 1 1 1 versehen, an welchem die erste
Zylinderkolbenstange 107 befestigt ist. Das diesem Ende der ersten Energiespeicherfeder 109 entgegengesetzte Ende der Energiespeicherfeder 109 ist beispielsweise an einem Trageabschnitt 1 13 des Tragegestells 101 befestigt.
Der in Fig. 1 dargestellte Verdichter kann optional ein Doppelverdichter sein und hierzu eine zweite Pumpkammer 1 15 umfassen, welche analog zu der ersten Pumpkammer 103 aufgebaut ist. Die zweite Pumpkammer 1 15 umfasst einen zweiten Zylinderkolben 1 17, welcher mittels einer zweiten Zylinderkolbenstange 1 19 antreibbar ist. Ferner ist eine zweite Energiespeicherfeder 121 vorgesehen, welche endseitig mit einem
Befestigungsstück 123 versehen ist, an welchem die Zylinderkolbenstange 1 19 befestigt ist. Das diesem Ende entgegengesetzte Ende der Energiespeicherfeder 121 ist an einem Befestigungsabschnitt 125 des Tragegestells 101 befestigt.
Der in Fig. 1 dargestellte Verdichter umfasst ferner einen zentral angeordneten
Elektromagneten 127, welcher einen Elektromotor formen kann, mit Wicklungen 129 und 131 . Der Elektromagnet 127 kann vorgesehen sein, ein darin mittig angeordnetes, magnetisches Mittelstück 133 lateral in Schwingungen zu versetzen. Das magnetische Mittelstück 133 ist mit seinem ersten Ende 135 mit einer ersten Blattfeder 137 sowie mit der ersten Energiespeicherfeder 109 verbunden. Das magnetische Mittelstück 133 ist ferner mit seinem zweiten Ende 139 mit einer weiteren Blattfeder 141 und mit der zweiten Energiespeicherfeder 121 verbunden. Die Blattfedern 137 und 141 sind an
entgegengesetzten Enden eines Befestigungsabschnitts 143 des Tragegestells 101 befestigt, beispielsweise verschraubt. An dem Tragegestell 101 kann ferner über dem magnetischen Mittelstück 133 ein Positionierungssensor 145 mithilfe der Positionierungsabschnitte 147, 149 befestigt sein. An einer Unterseite des Tragegestells 101 sind optional jeweils schwingungsdämpfende Standfedern 151 angeordnet.
Der Elektromagnet 127 kann beispielsweise ein Element eines Elektromotors mit einem Schwenkanker sein, welcher durch das magnetische Mittelstück 133 realisiert ist. Daran ist jeweils die Zylinderkolbenstange 107, 1 19 angekoppelt, so dass bei einer durch den Elektromagneten 127 herbeigeführten Schwenkbewegung des magnetischen Mittelstücks 133 die in Fig. 1 angedeuteten Zylinderkolben 105 und 1 17 gekoppelt entlang einer Längsachse 153 angetrieben. Die Zylinderkolben 107 und 1 17 werden dabei gemeinsam stets in die gleiche Richtung lateral bewegt, wodurch in den Zylindern unterschiedliche Drücke erzeugt werden. Durch diese Boxer-Anordnung der Pumpkammern 103 und 1 15 wird erreicht, dass bei einer Auslenkung des magnetischen Mittelstücks 1 13 entlang der Längsachse, d.h. Längsmittelachse, 153 beispielsweise der erste Zylinderkolben 107 vorrückt, wodurch in dem Zylinder der ersten Pumpkammer 103 ein Überdruck entsteht, während der zweite Zylinderkolben 1 17 aus dem Zylinder der zweiten Pumpkammer 1 15 ausrückt, wodurch darin ein Unterdruck erzeugt wird. Zum Zuführen eines Fluids, beispielsweise eines Kältemittels, können die Pumpkammern 103 und 1 15 mit
Ansaugöffnungen 155.
Die Energiespeicherfedern 109, 121 sowie die Blattfedern 137 und 141 , welche als Führungsblattfedern vorgesehen sein können, sind Elemente eines Schwingungssystems, welche das durch den Elektromagneten 127 herbeigeführte Schwingverhalten des magnetischen Mittelstücks 133 beeinflussen.
Das in Fig. 1 dargestellte Tragegestell 101 umfasst Tragarme 157, 159, 161 , 163, 165, 167, 169 und 171 welche beispielsweise jeweils miteinander verbunden sind bzw.
ineinander übergehen. Die Tragarme 157 bis 171 sind zur Befestigung der
Funktionsbauteile des Verdichters, beispielsweise der Pumpkammern 103 und 1 15 oder des Elektromagneten 127 vorgesehen. Das Tragegestell 101 umfasst einen durch Tragarme 157, 159, 161 sowie durch den Befestigungsabschnitt 143 gebildeten zentralen Bereich 170, welcher zur Befestigung des Elektromagneten 127 vorgesehen ist. Die Tragarme 157-171 des Tragegestells 101 können zur Erhöhung deren Biegefestigkeit beispielsweise mit Versteifungsrippen 173 versehen sein, welche sich als Längsrippen in einer Längsrichtung des jeweiligen Tragarms 157-171 erstrecken. Seitlich von dem zentralen Befestigungsbereich 170 erstreckt sich ein erster
Befestigungsbereich 175, welcher zusammen mit dem Befestigungsabschnitt 1 13 zur Befestigung der ersten Pumpkammer 103 sowie der Energiespeicherfeder 109 vorgesehen ist. Gegenüberliegend und seitlich von dem zentralen Befestigungsbereich 170 ist ein zweiter Befestigungsbereich 177 vorgesehen, welcher zur Befestigung der zweiten Pumpkammer 1 15 sowie der zweiten Energiespeicherfeder 121 dient.
Das Tragegestell 101 ist beispielsweise als ein Tragebauteil ausgeführt und dient als ein Montagerahmen bzw. ein Werkstückträger für die Funktionsbauteile des Verdichters, beispielsweise für den Elektromagneten 127, welcher einen Motor formen kann, oder für den Motor, oder für ein Schwingsystem mit Führungselementen, Distanzscheiben,
Federträgern, oder für eine Positionssensorik, oder für eine Kompressionseinheit, welche beispielsweise durch die jeweilige Pumpkammer 103, 1 15 gebildet sein kann, oder für die Energiespeicherfedern 109, 121 , oder für Systeme zur schwingungstechnischen
Entkopplung von Gehäusen, oder für Schalldämpfer oder für Pulsationsdämpfer.
Durch die Gestaltung des Aufbaus des Tragegestells 101 ist es möglich, einen einseitig oder einen doppelseitig wirkenden Verdichter, also einen Boxer- Verdichter, auf dem gleichen Tragegestell 101 aufzubauen. Das Tragegestell 101 kann universell für verschiedene Leistungsgrößen verwendet werden. Ferner können die für
Geräuschdämpfung benötigten Expansionsräume im Tragegestell 101 integriert werden. Darüber hinaus ist es einfach möglich, weitere Funktionen wie beispielsweise
Leitungsführungen oder Soll-Anschläge oder Wegbegrenzungen zu integrieren. Das Tragegestell 101 ermöglicht ferner das Vereinen wichtiger Funktionsflächen, wodurch diese mit geringen Toleranzen zueinander herstellbar sind.
Das Tragegestell 101 kann beispielsweise über die gesamte Verdichterpalette hinweg verwendet werden, was eine Reduktion eines Rüstaufwandes in der Herstellung nach sich zieht. Zur Verdichterherstellung kann die Anzahl der benötigten Werkzeuge reduziert werden, wodurch weitere Kostenvorteile entstehen. Insgesamt zeichnet sich das einstückige Tragegestell 101 durch einen geringen Materialeinsatz bei hoher geforderter Biegefestigkeit, welche durch die Versteifungsrippen 173 weiter erhöht werden kann. Das Tragegestell 101 kann beispielsweise aus Aluminiumguss gefertigt sein. Dies ermöglicht eine Vereinfachung der Montage-Prozesse, was insgesamt zu einem kostengünstigeren Fertigungsprozess führt. Alle Funktionsbauteile des Verdichters sind zudem in der benötigten Genauigkeit zueinander positioniert, was die Ausfallsicherheit des Verdichters erhöht. Im Tragegestell 101 können im Zusammenbau mit anderen Funktionsbauteilen Funktionshohlräume oder Funktionsöffnungen, wie beispielsweise die Ansaugöffnung 155 integriert werden. Durch die einstückige Bauweise ist das Einsatzgewicht gering, wobei gleichzeitig weniger Verschraubungen bei einer großen Anzahl von Anbauteilen benötigt werden. So können beispielsweise die Komponenten der jeweiligen Pumpkammer 103, 105, beispielsweise ein Ventil, ein Ventildeckel, ein Ventilplatte, Dichtungen mit denselben Schrauben, mit denen das Zylinderkolbengehäuse mit dem Tragegestell 101 verschraubt wird, verschraubt werden. Durch die beidseitig für eine Befestigung verwendbaren Tragarme sind ferner weniger Befestigungselemente notwendig, weil derselbe Tragarm zur Befestigung von mehreren Komponenten dienen kann.
Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht des in Fig. 1 dargestellten Verdichters, wobei nur die erste Pumpkammer 103 gezeigt ist, denn das Tragegestell 101 sowohl zum Tragen von Funktionsbauteilen eines Doppelverdichters mit zwei Pumpkammern als auch zum Tragen von Funktionsbauteilen eines einfachen Verdichters mit einer einzigen
Pumpkammer eingesetzt werden. Wie in Fig. 2 dargestellt können die Versteifungsrippen 173 durch in den Tragearmen 157-171 gebildete Hohlräume 201 gebildet sein. Da das Tragegestell 101 einstückig ist, kann der Verlauf der Versteifungsrippen zur Erhöhung der Biegesteifigkeit der Tragarme 157-171 des Tragegestells 101 beliebig geformt und optimiert werden.
Die erste Pumpkammer 103 bildet eine Verdichtereinheit, welche neben dem
Zylinderkolben auch einen Zylinderraum, insbesondere eine Zylinderbuchse, ein
Zylinderkolbengehäuse, eine Ventilplatte und einen Ventildeckel 203 umfassen kann. Die Ventilplatte kann ferner mit beidseitig angeordneten Ventilen versehen sein, welche jeweils in der Ansaug- bzw. in der Druckphase wirken. Ferner können weitere
Funktionselemente 205 vorgesehen sein. Fig. 3 zeigt das in Fig. 1 dargestellte Tragegestell, bei dem die Befestigungsbereiche 1 13 jeweils mit einem Zentrierbund 301 für die Aufnahme der jeweiligen Energiespeicherfeder versehen sind. Der Zentrierbund 301 dient zur Befestigung des jeweiligen Endes der jeweiligen Energiespeicherfeder, wie es beispielsweise in Fig. 1 dargestellt ist. Das Tragegestell 101 umfasst ferner Soll-Anschläge 303, welche eine genaue Positionierung des Tragegestells 101 beispielsweise in einem Maschinenraum eines Kältegerätes ermöglichen. Ferner sind Aufnahmen 305 zur Aufnahme der in Fig. 1 dargestellten Standfedern 151 vorgesehen. Die Aufnahmen 305 können jedoch auch für eine
Deckenmontage vorgesehen sein. Das Tragegestell 101 umfasst ferner beispielsweise zwei Positionierpunkte 307 für die Montage, welche gemeinsam mit Auflagepunkten für mechanische Bearbeitung gebildet sein können. In Fig. 3 ist ferner ein weiterer
Auflagepunkt 309 für die mechanische Bearbeitung dargestellt. Die Tragearme 157-171 können beispielsweise mit Befestigungsabschnitten 31 1 versehen sein, an denen die Funktionsbauteile des Verdichters beispielsweise mittels Verschraubung befestigbar sind.
Wie in Fig. 3 ferner dargestellt können die Abschnitte des Tragegestells 101 mit weiteren Hohlräumen oder Volumina zur Aufnahme weiterer Funktionselemente versehen sein. So kann beispielsweise der Befestigungsabschnitt 1 13 zur Aufnahme der ersten
Pumpkammer 103 mit einem Volumen 31 1 versehen sein, in welchem beispielsweise ein Saugschalldämpfer, insbesondere ein Helmholtz-Resonator, angeordnet sein kann. Der Befestigungsabschnitt 1 13 umfasst beispielsweise Befestigungsöffnungen 313 zur Befestigung und Zentrierung des Zylinderkolbengehäuses. Der Befestigungsabschnitt 1 13 ist ferner mit Befestigungsflächen 315 versehen, welche insbesondere in einem
Schalldämpferbetrieb eine Dichtfunktion erfüllen. Der Befestigungsabschnitt 1 13 kann ferner mit einer Aufnahme 317 für ein Gasstromumlenkteil versehen sein. Die
Befestigungsabschnitte 1 13 und 1 15 können identisch aufgebaut sein.
Die in Fig. 3 dargestellten Versteifungsrippen 173 können beispielsweise U-förmig an den Längs- und Querstreben, welche durch die Tragarme des Tragegestells 101 gebildet sind, gebildet sein. Die mittigen Zwischenräume können beispielsweise auch zur
Kabelverlegung genutzt werden, wodurch auch diese Hohlräume funktional genutzt werden können. Der Befestigungsabschnitt 31 1 kann beispielsweise zur Befestigung von Optoelektronik genutzt werden. Der weitere Befestigungsabschnitt 143 kann seitlich mit Bohrungen 319 versehen sein, welche zur Aufnahme von Passstiften oder Verschraubungen dienen können. Eine Anlagefläche 321 des weiteren Befestigungsabschnitts 143 kann beispielsweise mit einem Abrollradius für eine Blattfeder versehen sein. Der weitere Befestigungsabschnitt 143 kann beispielsweise eine zentrale Öffnung 323 aufweisen und dadurch rahmenformig sein.
Die Tragarme des Tragegestells 101 können in einer Ebene ausgebildet sein. Es ist jedoch möglich, dass beispielsweise die die Befestigungsabschnitte 1 13 und 1 15 tragenden Tragarme bezüglich beispielsweise einer durch den zentralen
Befestigungsbereich 170 gebildeten Ebene nach unten verlaufen. Der weitere
Befestigungsabschnitt 143 kann ferner mit weiteren Stützelementen 325 versehen sein, wodurch die Stabilität der Anordnung erhöht werden kann.
Bezugszeichenliste
101 Tragegestell
103 erste Pumpkammer
105 erster Zylinderkolben
107 erste Zylinderkolbenstange
109 erste Energiespeicherfeder
1 1 1 Befestigungselement
1 13 Trageabschnitt
1 15 zweite Pumpkammer
1 17 zweiter Zylinderkolben
1 19 zweite Zylinderkolbenstange
121 zweite Energiespeicherfeder
123 Befestigungsstück
125 Befestigungsabschnitt
127 Elektromotor
129, 131 Wicklungen
133 magnetisches Mittel stück
135 erstes Ende
137 erste Blattfeder
139 zweites Ende
141 weitere Blattfeder
143 Befestigungsabschnitt
145 Positionierungssensor
147, 149 Befestigungsabschnitte
151 Standfedern
153 Längsachse
155 Ansaugöffnung
157, 159, 161 , 163, 165, 167, 169 und 171 Traga
172 zentraler Befestigungsbereich
173 Versteifungsrippen
175 erster Befestigungsbereich
177 zweiter Befestigungsbereich
201 Hohlräume
203 Ventildeckel 105 Funktionselemente
301 Zentrierbund
303 Soll-Anschläge
305 Aufnahmen
307 Positionierpunkte
309 weiterer Auflagepunkt
31 1 Befestigungsabschnitte
313 Befestigungsöffnung
315 Befestigungsflächen
317 Aufnahme
319 Bohrungen
321 Anlagefläche
323 zentrale Öffnung
325 weitere Stützelemente

Claims

PATENTANSPRÜCHE
Verdichter, insbesondere Linearverdichter, mit einem Tragegestell (101 ), an welchem zumindest zwei unterschiedliche Funktionsbauteile (103, 127) befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Tragegestell (101 ) einstückig ist.
Verdichter gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Tragegestell (101 ) miteinander verbundene Tragarme (157, 159, 161 , 163, 165, 167, 169, 171 ) umfasst, durch welche ein erster Befestigungsbereich (175) zum Befestigen eines ersten Funktionsbauteils (103), insbesondere einer Pumpkammer, und ein zweiter Befestigungsbereich (170) zum Befestigen eines zweiten Funktionsbauteils (127), insbesondere eines oder mehrerer Elektromagneten, gebildet sind.
Verdichter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Tragegestell (101 ) miteinander verbundene oder ineinander übergehende Tragarme (157, 159, 161 , 163, 165, 167, 169, 171 ) umfasst, an welchen die Funktionsbauteile (103, 127) befestigt sind.
Verdichter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Tragegestell (101 ) Tragarme (157, 159, 161 , 163, 165, 167, 169, 171 ) aufweist, welche mit Versteifungsrippen (173), insbesondere mit Längsversteifungsrippen, zur Erhöhung der Biegefestigkeit der Tragarme (157, 159, 161 , 163, 165, 167, 169, 171 ) versehen sind.
Verdichter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Tragegestell (101 ) zumindest einen Tragarm (157, 159, 161 , 163, 165, 167, 169, 171 ) mit einen Hohlraum (201 ) aufweist.
Verdichter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Tragegestell (101 ) miteinander verbundene Tragarme (157, 159, 161 , 163, 165, 167, 169 171 ) mit einem ersten Tragarm (159), einem zweiten Tragarm (161 ) und einem dritten Tragarm (157) umfasst, wobei der erste Tragarm (159) und der zweite Tragarm (161 ) parallel zueinander angeordnet sind und sich senkrecht bezüglich des dritten Tragarmes (157) erstrecken, und wobei der erste Tragarm (159), der zweite Tragarm (161 ) und der dritte Tragarm (157) zum Befestigen eines Funktionsbauteils (127), insbesondere zumindest eines Elektromagneten, vorgesehen ist.
Verdichter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Tragegestell (101 ) aus einem Metallguss, insbesondere aus einem Aluminiumguss, geformt sind.
Verdichter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Tragegestell (101 ) einen zentralen Befestigungsbereich (170) zum Befestigen von zumindest einem Elektromagneten (127), und einen zu dem zentralen Befestigungsbereich seitlich angeordneten Befestigungsbereich (175) zum Befestigen einer Energiespeicherfeder (109) aufweist.
Verdichter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Tragegestell (101 ) einen zentralen Befestigungsbereich (170) zum Befestigen von zumindest einem Elektromagneten (127), einen zu dem zentralen Befestigungsbereich (170) seitlich angeordneten ersten
Befestigungsbereich (175) zum Befestigen einer ersten Energiespeicherfeder (109), mit welcher ein erster Zylinderkolben (105) über eine erste
Zylinderkolbenstange (107) gekoppelt ist, und einen zu dem zu dem zentralen Befestigungsbereich (170) seitlich angeordneten zweiten Befestigungsbereich (177) zum Befestigen einer zweiten Energiespeicherfeder (121 ), mit welcher ein zweiter Zylinderkolben (1 17) über eine zweite Zylinderkolbenstange (1 19) befestigt ist, aufweist, und wobei zumindest eine Elektromagnet (127) vorgesehen ist, auf die erste Energiespeicherfeder (109) und auf die zweite Energiespeicherfeder (121 ), insbesondere mittels eines magnetischen Mittelstückes (133), im Wechsel einzuwirken, um den ersten Zylinderkolben (107) und den zweiten Zylinderkolben (1 17) anzutreiben.
10. Verdichter gemäß einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem zu dem zentralen Befestigungsbereich (170) seitlich angeordneten Befestigungsbereich (175, 177) eine Pumpkammer (103, 105) befestigt ist.
1 1. Verdichter gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Pumpkammern (103, 105) ein Elektromagnet (127) angeordnet ist.
12. Verdichter gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass das Tragegestell (101 ) zur Schwingungsdämpfung auf Standfedern (151 ) gelagert ist.
13. Kältegerät, insbesondere ein Haushaltskältegerät, mit dem Verdichter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, welcher zum Verdichten eines Kältemittels vorgesehen ist.
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