[发明专利]直线压缩机及用于该直线压缩机的驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种尤其是用于压缩致冷器具中的制冷剂的直线压缩机及尤其是一种用于驱动用于这种直线压缩机的振动式直线活塞运动的驱动装置。

背景技术

由US 6506032B2公开了一种直线压缩机，其驱动装置包括一个机架及一个通过一个膜片弹簧支承在该机架中的振动体。该振动体包括一个永磁铁、一个与该永磁铁刚性地连接的活塞杆及一个铰接在该活塞杆上的活塞，该活塞可在一个缸中往复运动。该活塞的运动通过一个环形地绕着该缸设置的电磁铁驱动，该电磁铁与该永磁铁交替作用。一个盘形的膜片弹簧被用螺钉拧在该活塞杆的中部上，并且该膜片弹簧的外边缘与一个轭连接，该轭包围该缸、电磁铁及永磁铁。

该振动体及膜片弹簧构成一个能振动的系统，该系统的固有频率通过振动体及膜片弹簧的质量以及该膜片弹簧的刚度确定。该膜片弹簧仅允许小的振幅，因为振动体的每个偏转都与该膜片弹簧的膨胀有关。由于小的振幅难于将缸的死点容积可靠地作小。但该死点容积越大，则压缩机的效率就越差。此外，小的行程强制地导致该缸以与长度相比大的直径构成，以便实现给定的流量。足够地密封活塞的相当大的圆周是费事的。

因为该振动体在径向上仅通过其与弹簧的连接被保持，所以存在这样的可能性，即，活塞杆的带有活塞的头部往复摆动并且在缸壁上磨损。为了防止这一点，对活塞设置了一个压缩气体支承，即由活塞扫过的缸壁具有一些开口，这些开口与该直线压缩机的高压排气口连接，以便在该缸的内壁与活塞之间形成一个气垫。但是这种压缩气体支承仅仅当在该直线压缩机的排气口上存在所需的过压时才能起作用，即不是在该压缩机起动或开动时起作用。在该时刻上存在活塞在缸壁上磨损的危险，从而该压缩机过早地磨坏。

由US 6641377B2公开了一种权利要求2前序部分所述的直线压缩机。在该双活塞直线压缩机中，每个活塞分别由两个双臂的膜片弹簧保持。

由于臂的弯曲，可实现较大的活塞行程。这些臂在活塞的纵向上比在该活塞的横向上易于变形，因此它们抵抗活塞与缸壁的接触。

为了实现压缩机的所希望的流量，该活塞的振动频率不允许太小。该膜片弹簧的刚度越大，则该振动频率就越高。但太有刚度的膜片弹簧存在这样的危险，即它在高振幅的情况下发生疲劳。

发明内容

本发明的任务在于，提出一种用于直线压缩机的、磨损少的驱动装置，具有一个机架及一个通过一个膜片弹簧支承在机架中的振动体，其中所述膜片弹簧在没有疲劳危险的情况下允许振动体的大行程，因此可在活塞直径小的情况下实现高的流量。

为了在没有材料疲劳危险的情况下实现高的行程，所述至少一个膜片弹簧的臂应由一种非常薄的材料制成。其强度可被这样勉强地确定，使得它仅仅足够避免振动体的侧向偏离。然而，这种弱的膜片弹簧将导致驱动装置的低的固有频率并且由此在预给定行程的情况下导致由该驱动装置驱动的压缩机的小流量。因此，根据本发明，为了实现该驱动装置的对于所需流量足够的固有频率，对每个臂配置一个复位弹簧，后者抵抗该臂的变形，由此所述膜片弹簧与复位弹簧一起分别构成一个弹性的系统，该系统的刚性明显大于由膜片弹簧自己构成的系统的刚性。

在最简单的情况下，每个臂具有一个唯一的、向一个方向上弯曲的区段。在偏转时，一个这种臂也将一个转矩施加在由其承载的振动体上，从而也激励起该振动体的与所述往复运动有关的转动振动。为了避免这种转动振动的干扰作用，需要压缩机的至少某些部件为旋转对称的结构。

但也可设置分别向相反的方向上弯曲的臂对。在这种结构的情况下，在不同地弯曲的臂上出现的转矩被彼此补偿，因此该振动体完全不或几乎不进行与该往复运动有关的转动振动。

优选每个臂具有两个向不同方向上弯曲的区段。因为在此不同地弯曲的区段也引起向相反方向上的转矩，从而可使每个单个的臂的转矩很小或使其消失。

有利的还有，设置至少一个第二膜片弹簧，其臂作用在振动体的一个区域上，该区域在振动运动的方向上与第一膜片弹簧的作用区域隔开距离。通过这两个膜片弹簧，振动体可靠地、线性地在所希望的振动运动的方向上被导向，并且可避免侧向的偏离运动，该偏离运动可能导致由振动体承载的活塞与包围该活塞的缸之间的接触。

同一个膜片弹簧的臂优选在其作用在机架的端部上和/或在其作用在振动体的端部上分别一体地连接。这些作用在机架上的端部可通过一个与板簧一体的框连接。

膜片弹簧与复位弹簧的组合的有效弹簧常数可被调节，以便能根据需要协调该驱动装置的固有频率。

优选使用螺旋弹簧作为复位弹簧。