專利名稱：具有可適應(yīng)輸出的線性驅(qū)動器和線性壓縮機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種裝置，其包括線性驅(qū)動器，該線性驅(qū)動器具有定 子以及在其中沿著驅(qū)動軸線在第一和第二轉(zhuǎn)子反向點之間在轉(zhuǎn)子零位 置附近以往復(fù)的方式可移動的轉(zhuǎn)子；和/或包括線性壓縮機，該線性壓 縮機具有活塞殼體以及在其中沿著驅(qū)動軸線在第一和第二活塞反向點 之間在活塞零位置附近以往復(fù)的方式可移動并且能由該線性驅(qū)動器驅(qū) 動的活塞，以及用于冷卻物品和/或壓縮流體的方法。
背景技術(shù)：
線性壓縮機目前開發(fā)來用于家用致冷設(shè)備，比如舉例來說冰箱和/ 或冷藏機或空調(diào)系統(tǒng)。這種壓縮機需要不同的輸出級別，例如具有 40W、 70W、 80W、 IOOW、 120W、 140W和160W這7個冷卻能力。
就這一點而言，不同輸出級別的壓縮機以如此的方式設(shè)計它們對相 應(yīng)冷卻能力獲得最佳的效率。至于已知的線性壓縮機，對于各個冷卻 能力需要特殊設(shè)計的線性壓縮機。這種設(shè)計復(fù)雜、成本很高并且顯著 地增大了所需部件和備用零件的譜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目標因此是提出一種線性驅(qū)動器和線性壓縮機，它們比 較簡單以便大量生產(chǎn)并且它們可靠地并且以節(jié)省能源的方式操作。本 發(fā)明的目標還提出一種用于冷卻物品或用于壓縮流體的方法，其能用 于不同的冷卻容量并且其可靠地并且以節(jié)省能源的方式操作。
這個目標根據(jù)本發(fā)明通過如獨立權(quán)利要求所述的裝置和方法來實 現(xiàn)。每個能個別地應(yīng)用或按照期望彼此組合的更多有利實施例和發(fā)展， 是相應(yīng)從屬權(quán)利要求的主題。
根據(jù)本發(fā)明的裝置包括線性驅(qū)動器，其具有定子和沿著驅(qū)動軸線
在第一轉(zhuǎn)子反向點和第二轉(zhuǎn)子反向點之間在轉(zhuǎn)子零位置附近以往復(fù)的 方式在其中可移動的轉(zhuǎn)子，和/或包括線性壓縮機，其具有活塞殼體和 在第一活塞反向點和第二活塞反向點之間沿著活塞軸線在活塞零位置 附近以往復(fù)的方式可移動并且能由線性驅(qū)動器驅(qū)動的壓縮機活塞，在 第一個變化中提供為使得轉(zhuǎn)子零位置或活塞零位置是可調(diào)節(jié)的。
根據(jù)本發(fā)明的裝置包括線性驅(qū)動器，其具有定子和在第一轉(zhuǎn)子反 向點和第二轉(zhuǎn)子反向點之間沿著驅(qū)動軸線在轉(zhuǎn)子零位置附近以往復(fù)的 方式在其中可移動的轉(zhuǎn)子，和/或包括線性壓縮機，其具有活塞殼體和 沿著活塞軸線在第一活塞反向點和第二活塞反向點之間在活塞零位置 附近以往復(fù)的方式可移動并且能由線性驅(qū)動器驅(qū)動的壓縮機活塞，在 第二個變化中提供為使得至少一個彈簧元件作用在轉(zhuǎn)子或壓縮機活塞 上，彈簧元件的長度可改變，尤其是縮短。
根據(jù)本發(fā)明的裝置包括線性驅(qū)動器，其具有定子和沿著驅(qū)動軸線 在第一轉(zhuǎn)子反向點和第二轉(zhuǎn)子反向點之間在轉(zhuǎn)子零位置附近以往復(fù)的 方式在其中可移動的轉(zhuǎn)子，和/或包括線性壓縮機，其具有活塞殼體和 沿著活塞軸線在第一活塞反向點和第二活塞反向點之間在活塞零位置 附近以往復(fù)的方式可移動并且能由線性驅(qū)動器驅(qū)動的壓縮機活塞，在 第三個變化中提供為使得至少一個彈簧元件作用在轉(zhuǎn)子或壓縮機活塞 上，其彈簧常量能改變或增大。
根據(jù)本發(fā)明的裝置包括線性驅(qū)動器，其具有定子和沿著驅(qū)動軸線 在第一轉(zhuǎn)子反向點和第二轉(zhuǎn)子反向點之間在轉(zhuǎn)子零位置附近以往復(fù)的 方式在其中可移動的轉(zhuǎn)子，和/或包括線性壓縮機，其具有活塞殼體和 沿著活塞軸線在第一活塞反向點和第二活塞反向點之間在活塞零位置 附近以往復(fù)的方式可移動并且能由線性驅(qū)動器驅(qū)動的壓縮機活塞，在 第四個變化中提供為使得能降低由線性壓縮機或由線性驅(qū)動器輸送的
機械動力，尤其將規(guī)格化標稱動力值從1降低至0.6，優(yōu)選地將規(guī)格化 標稱動力值從1降低至0.5，由此在機械動力改變時，機電效率一直大 于60%，尤其大于70%，優(yōu)選地大于80%。
根據(jù)本發(fā)明的裝置包括線性驅(qū)動器，其具有定子和沿著驅(qū)動軸線 在第一轉(zhuǎn)子反向點和第二轉(zhuǎn)子反向點之間在轉(zhuǎn)子零位置附近以往復(fù)的
方式在其中可移動的轉(zhuǎn)子，和/或包括線性壓縮機，其具有活塞殼體和 沿著活塞軸線在第一活塞反向點和第二活塞反向點之間在活塞零位置 附近以往復(fù)的方式可移動并且能由線性驅(qū)動器驅(qū)動的壓縮機活塞，在 第五個變化中提供為使得在機械動力的規(guī)格化標稱動力值從1降低至
0.6時機電效率平均以小于0.8的梯度下落，尤其是以小于0.5的梯度， 優(yōu)選地以小于0.2的梯度，特別優(yōu)選地以小于0.1的梯度。
本發(fā)明的這五個變化并行地存在，但是也能以任何方式彼此組合。 利用根據(jù)本發(fā)明在不同的變化中的裝置，能構(gòu)造一種或兩種就設(shè)計工 程學(xué)而言構(gòu)造類型不同的線性驅(qū)動器或線性壓縮機，它們就硬件和軟 件而言可調(diào)節(jié)以使得動力能覆蓋高于因數(shù)4的輸出級別，例如在40W 和160W之間。覆蓋所有輸出級別所需的裝備部件的譜總體上顯著地 減少，因此對于各個輸出級別而言線性壓縮機的成本降低。
根據(jù)本發(fā)明的線性驅(qū)動器適合于并且尤其用于線性壓縮機。
雖然在已知線性驅(qū)動器或線性壓縮機的情況下，需要線性驅(qū)動器 或線性壓縮機不同的致動以便改變冷卻能力將引起機電效率顯著的降 低，但是根據(jù)本發(fā)明的裝置在冷卻能力變化或適應(yīng)的情況下以高的效 率在具體變化中操作。
轉(zhuǎn)子或壓縮機活塞在兩個相應(yīng)反向點之間執(zhí)行往復(fù)運動，在所述 反向點處運動方向改變。就這一點，轉(zhuǎn)子或壓縮機活塞在相應(yīng)零位置 附近振蕩。相應(yīng)的零位置由線性驅(qū)動器或線性壓縮機的機械振蕩系統(tǒng) 預(yù)先確定。在線性驅(qū)動器或線性壓縮機對稱設(shè)計的情況下，零位置定 位于兩個反向點之間的中點。
如果冷卻能力的級別變化，轉(zhuǎn)子或壓縮機活塞通常執(zhí)行不同的行程。
在降低線性壓縮機的冷卻能力時，例如活塞行程的振幅減少。為 了特別有效地操作線性壓縮機，有利地是降低位于活塞殼體中的無用 容積。如果線性壓縮機以較小的活塞行程操作，那么其效率降低，或 者是由于無用容積增大或者是由于機電電機的效率退化。
已經(jīng)認識到，在已知裝置的情況下出現(xiàn)的在改變活塞行程并且同 時將無用容積保持為盡可能小時機電電機效率退化的源頭在于，在改
變的第二反向點處彈簧不那么強地被預(yù)張緊，換言之，包括較少的能 量，其結(jié)果是任何失去的彈簧(能量)需要在壓縮半波中額外地輸送 電能。壓縮半波和伸展半波之間電能的不等輸送降低了機電效率。另 外，還會出現(xiàn)其他不利影響如果第二反向點增大至在第二反向點處 的彈簧能量小于第一反向點處的彈簧能量和殘余氣體能量之和的程度 (借助于第一反向點處不消失的無用容積)，需要在擴展半波期間執(zhí)行 電氣制動。電氣制動引起進一步的能量損耗并且降低線性壓縮機或線 性驅(qū)動器的效率。
由于使轉(zhuǎn)子零位置適應(yīng)的結(jié)果和由于使活塞零位置適應(yīng)的結(jié)果， 使機械系統(tǒng)適應(yīng)于改變的狀態(tài)并且線性驅(qū)動器或線性壓縮機能繼續(xù)接 近其最大效率地操作而不管輸出級別的變化。
轉(zhuǎn)子零位置或活塞零位置的變化能通過改變所使用彈簧元件的長 度來實現(xiàn)。彈簧元件理解為包括所有彈簧，比如舉例來膜片彈簧或盤 簧并且還相應(yīng)于混合的彈簧包裝。通過改變彈簧元件的長度，能移動 活塞零位置以使得線性驅(qū)動器或線性壓縮機能以高的效率操作。
通過改變彈簧元件的長度或彈簧元件的彈簧常量，也能在不改變 轉(zhuǎn)子零位置或活塞零位置之下以如此顯著的方式改變機械系統(tǒng)的自然 頻率，以使得線性驅(qū)動器或線性壓縮機以相應(yīng)地改變的頻率操作，其 結(jié)果是線性驅(qū)動器或線性壓縮機的動力能同樣地受到影響。
根據(jù)線性壓縮機或線性驅(qū)動器的構(gòu)造類型，更有利地是改變彈簧 元件的長度或彈簧元件的彈簧張力。為此目的，這樣彈簧一方面能縮 短，換言之，在松弛狀態(tài)下彈簧的長度通過例如改變彈簧的固定件來 改變，但是彈簧也能更強地被壓縮，其結(jié)果是彈簧元件的長度在安裝 于線性壓縮機或線性驅(qū)動器中時改變。彈簧常量的改變能例如通過將 增強元件添加至彈簧來實現(xiàn)。彈簧的縮短是不可逆的，例如通過剪掉 彈簧的一部分。
由于改變轉(zhuǎn)子零位置或活塞零位置的結(jié)果和/或由于改變彈簧元 件的長度和/或由于改變彈簧元件的彈簧常量的結(jié)果，線性驅(qū)動器或線 性壓縮機能以最佳的銷售點操作。用這種方式，能確保在機械動力從
1的規(guī)格化標稱動力改變至1.6時機電效率一直大于80%。線性壓縮
機或線性驅(qū)動器的標稱動力值相應(yīng)于在線性壓縮機或線性驅(qū)動器的連 續(xù)操作期間提供的最大動力輸出。能輸送的機械動力基于這個標稱動 力值。
如果線性壓縮機設(shè)計為例如32W， 0.6的規(guī)格化標稱動力值意味 著線性壓縮機以0.6X32二19.2W操作。機電效率限定為
乂附cA J o/m
這里，Pme。h是在線性壓縮機處輸送的機械動力并且P。hm是歐姆動力 損耗。如此表示的機電效率僅大致反映實際的機電效率，因為其沒有 考慮到位置測量、處理器和驅(qū)動線圈電流調(diào)節(jié)器(MOSFET橋)的電 子損耗。
機電效率有利地在機械動力從1的規(guī)格化標稱動力值降低至0.6 時平均以O(shè).l的梯度下降。給定彈簧元件的、移動質(zhì)量的以及反向點
或零位置的適當尺寸，能大致維持機電效率，而不管由線性驅(qū)動器或 線性壓縮機輸送的機械動力的變化。這與其中如果所產(chǎn)生的機械動力
降低超過10%則需要接受顯著降低的機電效率的已知方案相反。
線性驅(qū)動器或線性壓縮機節(jié)能、高效且可靠的操作借助于本發(fā)明 成為可能，即使在線性驅(qū)動器或線性壓縮機的動力級別改變的情況下 也是如此。通過這樣，用于不同動力級別的一組不同線性壓縮機或線 性驅(qū)動器的制造變得更簡單并且更加成本有效。利用所述特定的線性 壓縮機或線性驅(qū)動器，能僅用兩種結(jié)構(gòu)不同的線性壓縮機或線性驅(qū)動
器覆蓋所有動力級別，尤其是線性壓縮機從40W至160W的所有冷卻 能力級別。為此目的，線性壓縮機或線性驅(qū)動器設(shè)計為最大動力級別， 例如160W的最大冷卻能力，并且能降低至一半，例如至大約80W的 冷卻能力，而無需對線性壓縮機進行結(jié)構(gòu)改變。第二線性壓縮機或第 二線性驅(qū)動器設(shè)計為80W的最大冷卻能力并且能降低至大約40W的 冷卻能力。甚至這種低于最大動力級別操作的線性壓縮機就其電氣設(shè) 計(例如驅(qū)動線圈或驅(qū)動線圈電流電路)而言稍微超過規(guī)格，作為多 樣性急劇降低并且與之相關(guān)地生產(chǎn)量增大的結(jié)果，節(jié)省效果是有利的。 另外，使零位置，彈簧常量或彈簧長度適應(yīng)的能力也能用來相對
于正常制造公差精細地調(diào)整機械振蕩系統(tǒng)，尤其是精確地設(shè)置自然頻 率。用于調(diào)整線性驅(qū)動器和/或線性壓縮機自然頻率的方法是特別有利 的。
在本發(fā)明的一個實施例中，提供了用電磁力作用在轉(zhuǎn)子上或壓縮 機活塞上的驅(qū)動線圈，以及用于控制驅(qū)動線圈的裝置，由此該裝置允 許第一轉(zhuǎn)子反向點或第一活塞反向點的位置可調(diào)節(jié)。
借助于這個裝置，能在控制側(cè)上，例如在軟件側(cè)上，調(diào)節(jié)第一轉(zhuǎn) 子反向點或第一活塞反向點的位置。
驅(qū)動線圈的致動也能在其中提供傳感器的調(diào)節(jié)系統(tǒng)的構(gòu)架內(nèi)發(fā) 生，所述傳感器感測轉(zhuǎn)子的位置或壓縮機活塞的位置，并且驅(qū)動線圈 的適當致動基于所述位置信息來實現(xiàn)。轉(zhuǎn)子或壓縮機活塞的往復(fù)運動 因此都能受到控制并且也受到調(diào)節(jié)。
在特別有利的實施例中，轉(zhuǎn)子零位置相對于第一轉(zhuǎn)子反向點可調(diào) 節(jié)或活塞零位置相對于第一活塞反向點可調(diào)節(jié)，其方式為使得轉(zhuǎn)子或 壓縮機活塞能在反向點改變時在調(diào)節(jié)的零位置附近執(zhí)行大致對稱的振 蕩。
由于使零位置適應(yīng)至相應(yīng)改變的反向點的結(jié)果，需要的技術(shù)控制 或調(diào)節(jié)運動能與物理振蕩系統(tǒng)的自然運動相一致。線性壓縮機或線性 驅(qū)動器的高效率能通過這個方式獲得。
由于使機械振蕩系統(tǒng)的自然頻率適應(yīng)的結(jié)果，輸送的動力能受到 影響并且效率能得到最優(yōu)化。
在本發(fā)明特別有利的實施例中，轉(zhuǎn)子和/或壓縮機活塞安裝于工作 側(cè)上的彈簧元件和與后者相對地定位的彈簧元件之間。
這里，在工作側(cè)上的意思是將完成工作的該側(cè)。在將線性驅(qū)動器 連接至線性壓縮機的活塞桿的情況下，工作側(cè)是面向壓縮機活塞的側(cè) 面。相對側(cè)則面向轉(zhuǎn)子。通過這種形式的安裝帶來特別穩(wěn)定的往復(fù)運 動。
在本發(fā)明的具體實施例中，彈簧元件具有不同的彈簧常量和/或不 同的彈簧長度。
彈簧元件對于轉(zhuǎn)子或壓縮機活塞的任何位置有利地處于張力之
下，并且在其安裝狀態(tài)下其長度小于非壓縮彈簧元件長度的95%，尤 其小于非壓縮彈簧元件長度的90%。這確保彈簧元件對每個轉(zhuǎn)子或壓 縮機活塞位置都具有張緊狀態(tài)，其同樣地用作使得能實現(xiàn)穩(wěn)定的往復(fù) 運動。
為了避免任何撞擊，對于彈簧元件，有利地是對于轉(zhuǎn)子和壓縮機 活塞的每個位置，其長度大于非壓縮彈簧元件長度的40%，尤其大于 非壓縮彈簧元件長度的50%。這防止彈簧元件被壓到一起至各個彈簧 連接變得彼此相接觸的程度。通過這種方式有效地避免了任何硬撞擊。
在本發(fā)明的具體實施例中，實現(xiàn)以下準則(al)至(a6)中的至
少一個
(al)工作側(cè)彈簧元件(14)的彈簧常量在從1N/mm至5N/mm 的范圍內(nèi)，尤其在從1.8N/mm至3.6N/mm的范圍內(nèi)，優(yōu)選地在從 2.3N/mm至2.9N/mm的范圍內(nèi)；
(a2)相對的彈簧元件(15)的彈簧常量在從4N/mm至12N/mm 的范圍內(nèi)，尤其在從6.5N/mm至9.5N/mm的范圍內(nèi)，優(yōu)選地在從 7.5N/mm至8.5N/mm的范圍；
(a3)工作側(cè)彈簧元件(14)的非壓縮彈簧長度在從40mm至60mm 的范圍內(nèi)，尤其在從48mm至62mm的范圍內(nèi)；
(a4)相對的彈簧元件(15)的非壓縮彈簧長度在從25mm至40mm 的范圍內(nèi)，尤其在從30mm至36mm的范圍內(nèi)；
(a5)轉(zhuǎn)子(5)或壓縮機活塞(6)的行程在10mm和30mm之 間，尤其在12mm和20mm之間；
(a6)第一轉(zhuǎn)子反向點(11)或第一活塞反向點(21)能移動至 少5mm，尤其至少10mm，優(yōu)選地20mm。
準則(al)至(a6)的組合是特別有利的，然而由此各個準則也 能個別地應(yīng)用或按照希望彼此組合。
如果第二轉(zhuǎn)子反向點和/或第二活塞反向點是固定的，則是更有利 的。通過這個方式，例如對于線性壓縮機能確?；钊麣んw中出現(xiàn)的無 用容積保持為盡可能地小，這提高了線性壓縮機的效率。
根據(jù)本發(fā)明的裝置能具體化為致冷設(shè)備，尤其是作為冰箱和/或冷
凍機或作為空調(diào)系統(tǒng)。
盡管上面已經(jīng)分別描述了本發(fā)明的不同變化，然而這些變化也能 按照希望彼此組合。這些變化能彼此間部分地重疊，部分地不重疊。
根據(jù)本發(fā)明用于冷卻物品和/或用于壓縮流體的方法使用根據(jù)本 發(fā)明的裝置。由于線性驅(qū)動器或線性壓縮機的高效率，高可靠性以及 節(jié)能，即使需要用不同的動力級別來操作，物品也能快速、可靠且以 能量有效的方式冷卻，或流體能可靠且有效地壓縮。
更多的有利細節(jié)和具體特點將參照附圖詳細地描述，附圖不應(yīng)當 限制本發(fā)明而是僅作為示例示出。


在附圖中
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置的截面圖2示出了具有根據(jù)圖1的裝置的致冷設(shè)備；
圖3示出了其中相對于所產(chǎn)生的電能輸出描繪的根據(jù)本發(fā)明的裝 置和已知裝置的機電效率的圖表。
具體實施例方式
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的裝置1的截面圖，其具有線性驅(qū)動器2 和線性壓縮機3。線性驅(qū)動器2具有定子4，其中轉(zhuǎn)子5沿著驅(qū)動軸線 9以往復(fù)的方式移動。轉(zhuǎn)子5借助于驅(qū)動線圈16來驅(qū)動，驅(qū)動線圈16 由用于致動驅(qū)動線圈16的裝置17供應(yīng)驅(qū)動線圈電流。
轉(zhuǎn)子5在第一轉(zhuǎn)子反向點11和第二轉(zhuǎn)子反向點12之間振蕩并且 在這么做時穿過轉(zhuǎn)子零位置13。轉(zhuǎn)子5的運動借助于位置傳感器25 感測，位置傳感器25將位置信息傳遞給用于致動驅(qū)動線圈16的裝置 17，其結(jié)果是總體上對轉(zhuǎn)子5的運動實現(xiàn)控制系統(tǒng)。
線性壓縮機3具有活塞殼體7，其中壓縮機活塞6以往復(fù)的方式 沿著活塞軸線8在第一活塞反向點21和第二活塞反向點22之間振蕩。 在其往復(fù)運動期間，壓縮機活塞6壓縮借助于抽吸連接件18所引入并 且借助于壓力連接件29排出的流體18。流體18的進入和排出借助于閥板30來轉(zhuǎn)換。壓縮機活塞借助于具有開口 19的殼體壁20以無接觸 的方式安裝于活塞殼體7中。流體18借助于供給系統(tǒng)31被迫通過開 口 19，其方式為使得氣體緩沖構(gòu)建于殼體壁20和壓縮機活塞6之間， 其結(jié)果是產(chǎn)生氣壓支承。
轉(zhuǎn)子5借助于具有兩個聯(lián)接器26以便吸引彎曲力的活塞桿24連 接至壓縮機活塞6。零位置13、 23由彈簧元件14、 15的布置來限定。 壓縮機活塞6安裝于工作側(cè)彈簧元件14和與后者相對地定位的彈簧元 件15之間。工作側(cè)彈簧元件具有長度Ll并且相對的彈簧元件15具 有長度L2。工作側(cè)彈簧元件非壓縮的彈簧長度是59mm。相對的彈簧 元件15非壓縮的彈簧長度是33mm。零位置13、 23能借助于調(diào)節(jié)輔 助件34來調(diào)節(jié)。線性壓縮機以80W的標稱功率值操作。如果標稱功 率值將要降低至40W，彈簧元件14、 15由調(diào)節(jié)輔助件34壓縮并且使 用裝置17來調(diào)節(jié)驅(qū)動線圈的致動以使得線圈16處的驅(qū)動振蕩大致與 自然物理運動一致。用這種方式，線性驅(qū)動器2的制動得到避免并且 甚至在線性壓縮機3以40W操作時也獲得了特別高的效率。
圖2示出具有根據(jù)本發(fā)明的裝置1的致冷設(shè)備10，物品27能用 其很快地、有效地并且以能量有效的方式冷卻。對于包括具有從40W 至160W不同功率的7種冰箱的產(chǎn)品范圍，僅需要兩種不同的線性壓 縮機，其結(jié)果是降低了各個冰箱的生產(chǎn)成本。由于高功效，物品27 有效且能量節(jié)省的冷卻是可能的。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的線性壓縮機的機電效率(參見曲線33) 并且還示出了已知線性壓縮機的效率(參見曲線32)，根據(jù)由線性壓 縮機輸送的相應(yīng)動力。機電效率定義為
"<formula>formula see original document page 13</formula>輸送的動力被規(guī)格化為標稱動力，換言之在致冷設(shè)備的連續(xù)操作 期間可獲得的最大動力。能看到，對于已知線性壓縮機，效率大致線 性地依賴于輸送的動力，而對于根據(jù)本發(fā)明的線性壓縮機，機電效率 對于傳送的動力等級從100%至50%大致保持恒定。
本發(fā)明涉及一種包括線性驅(qū)動器2和/或包括線性壓縮機3的裝置
1，線性驅(qū)動器2具有定子4和轉(zhuǎn)子5，轉(zhuǎn)子5沿著驅(qū)動軸線9在第一 轉(zhuǎn)子反向點11和第二轉(zhuǎn)子反向點12之間在轉(zhuǎn)子零位置13附近以往復(fù) 的方式可移動，線性壓縮機3具有活塞殼體7以及沿著活塞軸線8在 第一活塞反向點21和第二活塞反向點22之間在活塞零位置23附近以 往復(fù)的方式可移動并且能由線性驅(qū)動器2驅(qū)動的壓縮機活塞6，由此 轉(zhuǎn)子零位置13或活塞零位置23可調(diào)節(jié)和/或至少一個彈簧元件14、 15 作用在轉(zhuǎn)子5上或壓縮機活塞6上，彈簧元件的長度能改變，尤其是 縮短，和/或其彈簧常量能改變，尤其是增大；以及用于冷卻物品27 和/或用于壓縮流體18的方法。
本發(fā)明的區(qū)別之處在于，使由該裝置輸送的動力適應(yīng)對于裝置的 機電效率沒有實質(zhì)影響，其結(jié)果是線性驅(qū)動器2和線性壓縮機3能以 特別成本有效的方式構(gòu)造，因為部件的多樣性能相當程度地降低。
附圖標記列表
1 裝置
2 線性驅(qū)動器
3 線性壓縮機
4 定子
5 轉(zhuǎn)子
6 壓縮機活塞
7 活塞殼體
8 活塞軸線
9 驅(qū)動軸線 10致冷設(shè)備
11第一轉(zhuǎn)子反向點 12第二轉(zhuǎn)子反向點 13轉(zhuǎn)子零位置 14工作側(cè)彈簧元件 15相對的彈簧元件 16驅(qū)動線圈
17用于致動驅(qū)動線圈16的裝置 18流體 19開口
20 殼體壁
21 第一活塞反向點 22第二活塞反向點 23活塞零位置
24活塞桿
25位置傳感器
26聯(lián)接器
27物品
28抽吸連接件
29壓力連接件
30 閥板
31供給系統(tǒng)
32沒有零位置適應(yīng)下的效率 33具有零位置適應(yīng)下的效率 34調(diào)節(jié)輔助件 Ll工作側(cè)彈簧元件14的長度 L2相對的彈簧元件15的長度
權(quán)利要求
1. 一種裝置(1)，包括線性驅(qū)動器(2)，其具有定子(4)和在定子中沿著驅(qū)動軸線(9)在第一轉(zhuǎn)子反向點(11)和第二轉(zhuǎn)子反向點(12)之間在轉(zhuǎn)子零位置(13)附近以往復(fù)的方式可移動的轉(zhuǎn)子(5)，和/或包括線性壓縮機(3)，其具有活塞殼體(7)和在活塞殼體中沿著活塞軸線(8)在第一活塞反向點(21)和第二活塞反向點(22)之間在活塞零位置(23)附近以往復(fù)的方式可移動并且能由線性驅(qū)動器(2)驅(qū)動的壓縮機活塞(6)，其特征在于轉(zhuǎn)子零位置(13)或活塞零位置(23)是可調(diào)節(jié)的。
2. —種裝置(1)，包括線性驅(qū)動器(2)，其具有定子(4)和在定子中沿著驅(qū)動軸線 (9)在第一轉(zhuǎn)子反向點(11)和第二轉(zhuǎn)子反向點(12)之間在轉(zhuǎn)子零 位置(13)附近以往復(fù)的方式可移動的轉(zhuǎn)子(5)，和/或包括線性壓縮機(3)，其具有活塞殼體(7)和在活塞殼體中沿著 活塞軸線(8)在第一活塞反向點(21)和第二活塞反向點(22)之間 在活塞零位置(23)附近以往復(fù)的方式可移動并且能由線性驅(qū)動器(2) 驅(qū)動的壓縮機活塞(6)，其特征在于至少一個彈簧元件(14、 15)作用在轉(zhuǎn)子(5)上或壓縮機活塞(6) 上，彈簧元件的長度(Ll、 L2)能改變，尤其是縮短，和/或其彈簧常 量能改變，尤其是增大。
3. —種裝置(1)， 、包括線性驅(qū)動器(2)，其具有定子(4)和在定子中沿著驅(qū)動軸線 (9)在第一轉(zhuǎn)子反向點(11)和第二轉(zhuǎn)子反向點(12)之間在轉(zhuǎn)子零 位置(13)附近以往復(fù)的方式可移動的轉(zhuǎn)子(5)，和/或包括線性壓縮機(3)，其具有活塞殼體(7)和在活塞殼體中沿著 活塞軸線(8)在第一活塞反向點(21)和第二活塞反向點(22)之間 在活塞零位置(23)附近以往復(fù)的方式可移動并且能由線性驅(qū)動器(2) 驅(qū)動的壓縮機活塞(6)， 其特征在于.-能降低由線性壓縮機(3)或由線性驅(qū)動器(2)輸送的機械動力， 尤其將規(guī)格化標稱動力值從1降低至0.6，優(yōu)選地將規(guī)格化標稱動力值 從1降低至0.5，由此，在機械動力改變時，機電效率一直大于60%，尤其大于70 %，優(yōu)選地大于80%，和/或由此，在機械動力從1的規(guī)格化標稱動力值降低至0.6時機械效 率平均以小于0.8的梯度下落，尤其是以小于0.5的梯度，優(yōu)選地以小 于0.2的梯度，特別優(yōu)選地以小于O.l的梯度。
4. 如權(quán)利要求l、 2或3所述的裝置(1)，其特征在于，提供了 用電磁力作用在轉(zhuǎn)子(5)上或壓縮機活塞(6)上的驅(qū)動線圈(16)， 以及用于控制驅(qū)動線圈(16)的裝置(17)，由此該裝置(17)允許 調(diào)節(jié)第一轉(zhuǎn)子反向點(11)或第一活塞反向點(21)的位置。
5. 如前述權(quán)利要求之一所述的裝置(1)，其特征在于，轉(zhuǎn)子零位 置(13)相對于第一轉(zhuǎn)子反向點(11)可調(diào)節(jié)或活塞零位置(23)相 對于第一活塞反向點(21)可調(diào)節(jié)，其方式為使得轉(zhuǎn)子(5)或壓縮 機活塞(6)能在反向點(11、 21)改變時在調(diào)節(jié)后的零位置(13、 23) 附近執(zhí)行大致對稱的振蕩。
6. 如前述權(quán)利要求之一所述的裝置(1)，其特征在于，轉(zhuǎn)子(5) 和/或壓縮機活塞(6)安裝于工作側(cè)上的彈簧元件(14)和與后者相 對地定位的彈簧元件(15)之間。
7. 如權(quán)利要求6所述的裝置(1)，其特征在于，彈簧元件(14、 15)具有不同的彈簧常量和/或不同的彈簧長度(Ll、 L2)。
8. 如權(quán)利要求6或7所述的裝置(1)，其特征在于，對于轉(zhuǎn)子(5) 或壓縮機活塞(6)的任何位置，彈簧元件(14、 15)的長度(Ll、 L2)小于非壓縮彈簧元件長度的95%，尤其小于非壓縮彈簧元件長度 的90%。
9. 如權(quán)利要求6、 7或8所述的裝置(1)，其特征在于，對于轉(zhuǎn) 子(5)或壓縮機活塞(6)的任何位置，彈簧元件(14、 15)的長度(Ll、 L2)大于非壓縮彈簧元件長度的40%，尤其大于非壓縮彈簧元 件長度的50%。
10. 如權(quán)利要求6至9之一所述的裝置(1)，其特征在于，以下 準則(al)至(a6)中的至少之一(cd)工作側(cè)彈簧元件(14)的彈簧常量在從1N/mm至5N/mm 的范圍內(nèi)，尤其在從1.8N/mm至3.6N/mm的范圍內(nèi)，優(yōu)選地在從 2.3N/mm至2.9N/mm的范圍內(nèi)；(a2)相對的彈簧元件(15)的彈簧常量在從4N/mm至12N/mm 的范圍內(nèi)，尤其在從6.5N/mm至9.5N/mm的范圍內(nèi)，優(yōu)選地在從 7.5N/mm至8.5N/mm的范圍內(nèi)；(a3)工作側(cè)彈簧元件(14)的非壓縮彈簧長度在從40mm至60mm 的范圍內(nèi)，尤其在從48mm至62mm的范圍內(nèi)；(a4)相對的彈簧元件(15)的非壓縮彈簧長度在從25mm至40mm 的范圍內(nèi)，尤其在從30mm至36mm的范圍內(nèi)；(a5)轉(zhuǎn)子(5)或壓縮機活塞(6)的行程在10mm和30mm之 間，尤其在12mm和20mm之間；(a6)第一轉(zhuǎn)子反向點(11)或第一活塞反向點(21)能移動至 少5mm，尤其至少10mm，優(yōu)選地20mm。
11. 如前述權(quán)利要求之一所述的裝置(1)，其特征在于，第二轉(zhuǎn) 子反向點(12)和/或第二活塞反向點(22)是固定的。
12. 如前述權(quán)利要求之一所述的裝置(1)，其特征在于，其具體 化為致冷設(shè)備(20)，尤其是冰箱和/或冷凍機或者空調(diào)系統(tǒng)。
13. 如權(quán)利要求1結(jié)合權(quán)利要求2至12之一所述的裝置(1)， 包括權(quán)利要求2和/或權(quán)利要求3的特征。
14. 一種用于冷卻物品(17)和/或壓縮流體(18)的方法，其特 征在于，該方法使用如權(quán)利要求1至13之一所述的裝置(1)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種裝置(1)，包括線性驅(qū)動器(2)，其具有定子(4)和在其中沿驅(qū)動軸線(9)在第一(11)和第二轉(zhuǎn)子反向點(12)之間在轉(zhuǎn)子零位置(13)附近以往復(fù)方式可移動的轉(zhuǎn)子(5)，和/或包括線性壓縮機(3)，其具有活塞殼體(7)和在其中沿活塞軸線(8)在第一(21)和第二活塞反向點(22)之間在活塞零位置(23)附近以往復(fù)的方式可移動并且能由線性驅(qū)動器驅(qū)動的壓縮機活塞(6)，其中轉(zhuǎn)子零位置或活塞零位置可調(diào)和/或至少一個彈簧元件(14、15)作用在轉(zhuǎn)子或壓縮機活塞上，彈簧元件的長度(L1、L2)可改變，尤其是縮短，和/或其彈簧常量能改變，尤其是增大；以及用于冷卻物品(27)或壓縮流體(18)的方法。本發(fā)明的區(qū)別在于，由該裝置輸送的輸出適應(yīng)對裝置的機電效率無顯著影響，使線性驅(qū)動器和線性壓縮機以特別成本有效的方式構(gòu)造，因為相當程度地降低了部件的多樣性。
文檔編號F01B11/02GK101395371SQ200780007001
公開日2009年3月25日 申請日期2007年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年2月28日
發(fā)明者J·賴因施克 申請人:Bsh博世和西門子家用器具有限公司