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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Kolbenunterstützungsstruktur
eines Kolbenverdichters gemäß Oberbegriff
von Patentanspruch 1. Eine solche Kolbenunterstützungsstruktur beschreibt die
DE 41 06 988 A1 und
die
DE 199 00 886
A1 .
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Im
allgemeinen ist ein Verdichter zum Verdichten von Flüssigkeit
gemäß einem
Verfahren zum Verdichten eines Kühlgases
in einen Rotationsverdichter, einen Rollverdichter und einen Kolbenverdichter
aufgeteilt.
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Wie
in 1 gezeigt enthält
ein Beispiel des Kolbenverdichters einen Behälter 10, einen Kolbenmotor 20,
der in den Behälter 10 geladen
ist, wobei der Kolbenmotor 20 der Erzeugung linearer hin-
und hergehender Antriebskraft dient, einen hinteren Rahmen 30 und
einen zentralen Rahmen 40 zur Unterstützung beider Seiten des Motors,
einen vorderen Rahmen 50, der kontinuierlich mit dem zentralen Rahmen 40 kombiniert
ist, einen Zylinder 60, der mit dem vorderen Rahmen 50 starr
kombiniert ist, so daß er
vom Kolbenmotor 20 durch einen vorher bestimmten Abstand
getrennt ist, einen Kolben 70, der mit dem Kolbenmotor 20 verbunden
und in den Zylinder 60 eingefügt ist, wobei der Kolben 70 dem
Empfang der hin- und hergehenden Antriebskraft des Kolbenmotors 20 dient,
so daß er
sich in einer linearen Hin- und Herbewegung im Zylinder 60 befindet,
eine Ventileineit 80, die mit dem Zylinder 60 und
dem Kolben 70 kombiniert ist, wobei die Ventileinheit 80 aufgrund des
Druckunterschieds, der durch die Hin- und Herbewegung des Kolbens
erzeugt wird, dem Ansaugen eines Gases in den Zylinder 60 und
dem Ablassen des Gases nach außerhalb
des Zylinders 60 dient, und eine Resonanzfedereinheit 90 zur
elastischen Unterstützung
der linearen Hin- und Herbewegungen des Kolbenmotors 20 und
des Kolbens 70.
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Der
Kolbenmotor 20 umfaßt
einen zylindrischen äußeren Ständer 21,
der starr mit dem hinteren Rahmen 30 und dem zentralen
Rahmen 40 kombiniert ist, einen inneren Ständer 22,
der so in den äußeren Ständer 21 eingefügt ist,
daß er
vom äußeren Ständer 21 durch
einen vorher bestimmten Abstand getrennt ist, eine Wicklungsspule 23,
die mit dem äußeren Ständer 21 innerhalb
des äußeren Ständers 21 kombiniert
ist, und einen beweglichen Magneten A, der zwischen dem äußeren Ständer 21 und
dem inneren Ständer 22 eingefügt ist,
so daß er
sich in einer linearen Hin- und Herbewegung befindet.
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Der
bewegliche Magnet A umfaßt
einen zylindrischen Magnethalter 24 und eine Vielzahl von Dauermagneten 25,
die so mit dem Magnethalter 24 kombiniert sind, daß sie voneinander
durch einen vorher bestimmten Abstand getrennt sind. Der Magnethalter 24 ist
mit einer der Seiten des Kolbens 70 verbunden.
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Die
Ventileinheit 80 umfaßt
eine Ablaßumkleidung 81 zur
Abdeckung des Verdichtungsraums P des Zylinders 60, ein
Ablaßventil 82,
das in der Ablaßumkleidung 81 angeordnet
ist und zum Öffnen und
Schließen
des Verdichtungsraums P des Zylinders 60 dient, eine Ventilfeder 83 zur
elastischen Unterstützung
des Ablaßventils 82,
ein Ansaugventil 84, das mit dem Ende des Kolbens 70 kombiniert
ist und dem Öffnen
und Schließen
eines Saugkanals F dient, der im Kolben 70 ausgebildet
ist.
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Bezugszeichen 1 bezeichnet
ein Saugrohr, in welches das Kühlgas
gesaugt wird. Bezugszeichen 2 bezeichnet ein Ablaßrohr, in
welches das Kühlgas
abgelassen wird.
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Es
wird nun der Betrieb des herkömmlichen Kolbenverdichters
beschrieben.
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Wenn
Leistung auf den Kolbenmotor 20 angewendet wird, fließt Strom
durch die Wicklungsspule 23, der bewegliche Magnet A, der
die Dauermagneten 25 enthält, befindet sich in der linearen
Hin- und Herbewegung aufgrund einer Wechselwirkung zwischen dem
Fluß,
der im äußeren Ständer 21 und inneren
Ständer 22 gebildet
ist, und den Dauermagneten 25 aufgrund des Stroms, der
durch die Wicklungsspule 23 fließt.
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Die
lineare hin- und hergehende Antriebskraft des beweglichen Magneten
A wird auf den Kolben 70 übertragen. Folglich befindet
sich der Kolben 70 in der linearen Hin- und Herbewegung
in einem Hub, der einem Abstand zwischen einem oberen Totpunkt und
einem unteren Totpunkt in dem Verdichtungsraum P entspricht, welcher
im Zylinder 60 ausgebildet ist, und gleichzeitig arbeitet
die Ventileinheit 80. Folglich wird das Kühlgas in
den Verdichtungsraum P des Zylinders 60 angesaugt, verdichtet
und nach außerhalb
des Zylinders 60 abgelassen. Die oben genannten Vorgänge wiederholen
sich.
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Die
Resonanzfedereinheit 90 speichert die Energie der linearen
Hin- und Herbewegung des Kolbenmotors 20 als elastische
Energie und gibt die elastische Energie ab. Gleichzeitig verursacht
die Resonanzfedereinheit 90 eine Resonanzbewegung.
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Wie
in 2 gezeigt ist die Resonanzfedereinheit 90,
welche die Resonanzbewegung bezüglich der
linearen Hin- und Herbewegung eines Antriebsabschnitts, der den
beweglichen Magneten A des Kolbenmotors 20 und den Kolben 70 beinhaltet, welcher
mit dem beweglichen Magneten A kombiniert ist, verursacht, mit einer
Seite des Kolbens 70 kombiniert, so daß ein Federhalter 91,
der so gebogen ist, dass er eine vorher bestimmte Fläche aufweist,
zwischen dem vorderen Rahmen 50 und dem zentralen Rahmen 40 angeordnet
ist.
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Eine
erste Resonanzfeder 92 ist zwischen dem vorderen Rahmen 50 und
dem Federhalter 91 angeordnet. Eine zweite Resonanzfeder 93 ist
zwischen dem Federhalter 91 und dem zentralen Rahmen 40 angeordnet
und kombiniert.
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Zu
diesem Zeitpunkt ist das elastische Modul der ersten Resonanzfeder 92 das
gleiche wie das elastische Modul der zweiten Resonanzfeder 93.
Die erste Resonanzfeder 92 ist mit der zweiten Resonanzfeder 93 in
einem Status kombiniert, in dem die erste Resonanzfeder 92 und
die zweite Resonanzfeder 93 zu jeweilig einheitlichen Längen zusammengezogen
sind.
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Die
erste Resonanzfeder 92 und die zweite Resonanzfeder 93 sind
so miteinander verbunden, daß die
anfängliche
Position f des Endes des Kolbens 70 vom Zentrum c zwischen
dem äußersten oberen
Totpunkt b und dem äußersten
unteren Totpunkt a in Richtung auf das Ende des Zylinders 60, das
mit der Ventileinheit 80 kombiniert ist, um einen vorher
bestimmten Abstand, d. h. einen Bewegungsabstand e, bewegt wird,
und zwar unter Berücksichtigung
der Gasfederkraft bei Verdichtung.
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Wenn
sich der Kolben 70 auf den oberen Totpunkt zubewegt, wird
außerdem
in der Resonanzfedereinheit 90 die erste Resonanzfeder 92 zusammengedrückt und
die zweite Resonanzfeder 93 wird gedehnt, so daß ihre Länge die
anfänglich
eingerichtete Länge übersteigt.
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Wenn
sich der Kolben 70 auf den unteren Totpunkt zubewegt, wird
die erste Resonanzfeder 92 gedehnt, so daß ihre Länge die
anfänglich
eingerichtete Länge übersteigt,
und die zweite Resonanzfeder 93 wird zusammengedrückt. Der
bewegliche Magnet A und der Kolben 70 werden durch Wiederholen
der oben beschriebenen Vorgänge
elastisch unterstützt.
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Gemäß dem herkömmlichen
Kolbenverdichter wirkt sich jedoch beim Verdichtungsvorgang des Kühlgases,
während
sich der Kolben 70 in der linearen Hin- und Herbewegung
zwischen dem oberen Totpunkt b und dem unteren Totpunkt a im Verdichtungsraum
P im Zylinder 60 befindet, die Gasfederkraft aufgrund der
Druckerhöhung
des Kühlgases, das
im Verdichtungsraum P des Zylinders 60 verdichtet ist,
auf den Kolben 70 aus. Folglich ist, da sich das Ende des
Kolbens 70 in der linearen Hin- und Herbewegung zwischen
dem oberen Totpunkt b und dem unteren Totpunkt a in einem Status
befindet, bei dem das Ende des Kolbens 70 von der anfänglichen
Position f, in der sich der Kolben 70 im Ruhezustand befindet,
in Richtung auf die zentrale Position c zwischen dem äußersten
oberen Totpunkt b und dem äußersten
unteren Totpunkt a bewegt wird, die Verlagerung beim Zusammendrücken der
zweiten Resonanzfeder 93 größer als die Verlagerung beim
Zusammendrücken
der ersten Resonanzfeder 92.
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Folglich
ist die zweite Resonanzfeder 93, während die erste Resonanzfeder 92 weniger
Belastung als der eingerichteten Belastung ausgesetzt ist, bedeutend
mehr Belastung als der eingerichteten Belastung ausgesetzt. Daher
verschlechtert sich die Ermüdungsstandfestigkeit
der zweiten Resonanzfeder 93, wodurch sich die Lebensdauer
der zweiten Resonanzfeder 93 verkürzt.
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Kolbenunterstützungsstruktur
eines Kolbenverdichters bereitzustellen, die auf beiden Seiten eines
Kolbens zum Empfang der linearen hin- und hergehenden Antriebskraft
eines Kolbenmotors und Verdichtung eines Gases, während er
sich in einer linearen Hin- und Herbewegung im Verdichtungsraum
eines Zylinders befindet, angeordnet ist, wobei die Kolbenunterstützungsstruktur
der Verlängerung der
Lebensdauer einer Resonanzfeder zur elastischen Unterstützung des
Kolbens dient.
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Gelöst wird
diese Aufgabe bei einer Kolbenunterstützungsstruktur der eingangs
genannten Art durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Patentanspruch
1.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die
oben genannten und andere Aufgaben, Merkmale, Gesichtspunkte und
Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden detaillierten
Beschreibung der vorliegenden Erfindung im Zusammenhang mit den
beiliegenden Zeichnungen offensichtlicher hervor.
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Die
beigefügten
Zeichnungen, die enthalten sind, um ein weiteres Verstehen der Erfindung
bereitzustellen, und die in der Beschreibung enthalten sind und
ein Teil von ihr bilden, zeigen Ausführungsformen der Erfindung
und dienen zusammen mit der Beschreibung dazu, die Grundsätze der
Erfindung zu erklären.
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1 ist
eine vertikale Querschnittansicht eines herkömmlichen Kolbenverdichters;
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2 ist
eine partielle Querschnittansicht, die eine Kolbenunterstützungsstruktur
des herkömmlichen
Kolbenverdichters zeigt;
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3 ist
eine vertikale Querschnittansicht, die einen Kolbenverdichter zeigt,
welcher eine Kolbenunterstützungsstruktur
eines Kolbenverdichters gemäß der vorliegenden
Erfindung enthält;
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4 ist
eine Querschnittansicht, die die Kolbenunterstützungsstruktur des Kolbenverdichters gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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5 ist
eine Querschnittansicht, die eine andere Kolbenunterstützungsstruktur
des Kolbenverdichters gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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6 ist
eine Querschnittansicht, die eine andere Kolbenunterstützungsstruktur
des Kolbenverdichters gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt; und
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7 ist
eine Querschnittansicht, die eine andere Kolbenunterstützungsstruktur
des Kolbenverdichters gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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Unter
Bezugnahme auf in den beiliegenden Zeichnungen gezeigte Ausführungsformen
wird nun eine Kolbenunterstützungsstruktur
des Kolbenverdichters gemäß der vorliegenden
Erfindung beschrieben.
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Gleiche
Bezugszeichen in verschiedenen Zeichnungen bezeichnen das gleiche
Element.
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3 zeigt
einen Kolbenverdichter, der ein Beispiel der Kolbenunterstützungsstruktur
des Kolbenverdichters gemäß der vorliegenden
Erfindung enthält.
Unter Bezugnahme auf 3 ist in dem Kolbenverdichter
ein Kolbenmotor 20 zur Erzeugung der linearen hin- und
hergehenden Antriebskraft in einen Behälter 10 geladen, der
einen vorher bestimmten Innenraum aufweist. Ein hinterer Rahmen 30 und
ein zentraler Rahmen 40 sind mit beiden Seiten des Kolbenmotors 20 kombiniert.
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Der
Kolbenmotor 20 umfaßt
einen zylindrischen äußeren Ständer 21,
der starr mit dem hinteren Rahmen 30 und dem zentralen
Rahmen 40 kombiniert ist, einen inneren Ständer 22,
der so in den äußeren Ständer 21 eingefügt ist,
daß er
vom äußeren Ständer 21 durch
einen vorher bestimmten Abstand getrennt ist, eine Wicklungsspule 23,
die mit dem äußeren Ständer 21 innerhalb
des äußeren Ständers 21 kombiniert
ist, und einen beweglichen Magneten A, der zwischen dem äußeren Ständer 21 und
dem inneren Ständer 22 eingefügt ist,
so daß er
sich in der linearen Hin- und Herbewegung befindet.
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Der
bewegliche Magnet A umfaßt
einen zylindrischen Magnethalter 24 und eine Vielzahl von Dauermagneten 25,
die so mit dem Magnethalter 24 kombiniert sind, daß sie voneinander
durch einen vorher bestimmten Abstand getrennt sind.
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Ein
vorderer Rahmen 50, der in einer vorher bestimmten Form
ausgebildet ist, ist mit dem zentralen Rahmen 40 kombiniert.
Ein Zylinder 60 ist mit einer Öffnung versehen, die den vorderen
Rahmen 50 durchdringt. Der Kolben 70 ist in den
Zylinder 60 eingefügt.
Der Kolben 70 ist mit dem Magnethalter 24 des
beweglichen Magneten A kombiniert, der den Kolbenmotor 20 bildet.
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Ein
Verdichtungsraum P ist im Zylinder 60 gebildet, in den
der Kolben 70 eingefügt
ist. Der Zylinder 60 ist vom Kolbenmotor 20 durch
einen vorher bestimmten Abstand getrennt.
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Eine
Resonanzfedereinheit 90 zur elastischen Unterstützung der
Bewegungen des beweglichen Magneten A des Kolbenmotors 20 und
des Kolbens 70 ist zwischen dem vorderen Rahmen 50 und dem
zentralen Rahmen 40 enthalten.
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Wie
in 4 gezeigt enthält
die Resonanzfedereinheit 90 einen Federhalter 91,
der so gebogen ist, dass er eine vorher bestimmte Fläche aufweist, und
dessen eine Seite mit dem Kolben 70 kombiniert ist, so
daß er
zwischen dem vorderen Rahmen 50 und dem zentralen Rahmen 40 angeordnet
ist, eine erste Resonanzfeder 94, die zwischen dem vorderen Rahmen 50 und
dem Federhalter 91 angeordnet ist, und eine zweite Resonanzfeder 95,
die so ausgebildet ist, daß sie
eine Federkonstante aufweist, welche größer als die Federkonstante
der ersten Federkonstante ist, und die zwischen dem Federhalter 91 und dem
zentralen Rahmen 40 angeordnet ist.
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Das
bedeutet, daß die
erste Resonanzfeder 94 an der Seite des Verdichtungsraums
P des Zylinders 60 angeordnet ist und dazu dient, den Kolben 70 elastisch
zu unterstützen.
Die zweite Resonanzfeder 95 ist gegenüber der ersten Resonanzfeder 94 angeordnet
und dient dazu, den Kolben 70 elastisch zu unterstützen.
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Die
erste Resonanzfeder 94 und die zweite Resonanzfeder 95 sind
miteinander in einem Status kombiniert, in dem die erste Resonanzfeder 94 und die
zweite Resonanzfeder 95 zu vorher bestimmten Längen zusammengedrückt sind,
wie in der herkömmlichen
Technologie, so daß die
anfängliche
Position f des Endes des Kolbens 70 von einem Zentrum c
zwischen dem äußersten
oberen Totpunkt b und dem äußersten
unteren Totpunkt a in Richtung auf das Ende des Zylinders 60,
das mit der Ventileinheit 80 kombiniert ist, um einen vorher
bestimmten Abstand, d. h. einen Bewegungsabstand e, bewegt wird,
unter Berücksichtigung
der Gasfederkraft, die während
der Verdichtung des Kühlgases
erzeugt wird.
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Die
zweite Resonanzfeder 95 ist jedoch so mit der ersten Resonanzfeder 94 kombiniert,
daß sie weniger
als die erste Resonanzfeder 94 zusammengedrückt wird,
da die zweite Resonanzfeder 95 so ausgebildet ist, daß sie eine Federkonstante
aufweist, die größer als
die Federkonstante der ersten Resonanzfeder 94 ist.
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Außerdem sind
die erste Resonanzfeder 94 und die zweite Resonanzfeder 95 aus
Schraubenfedern gebildet.
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Die
Bauweise, bei der die Federkonstante der zweiten Resonanzfeder 95 größer als
die Federkonstante der ersten Resonanzfeder 94 ist, wird
nun beschrieben.
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In
einer ersten Ausführungsform
ist die Federkonstante der zweiten Resonanzfeder 95 größer als
die Federkonstante der ersten Resonanzfeder 94, indem der
Kabeldurchmesser r2 der zweiten Resonanzfeder 95 größer als
der Kabeldurchmesser r1 der ersten Resonanzfeder 94 ausgebildet
ist.
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In
einer zweiten Ausführungsform,
wie in 5 gezeigt, sind die erste Resonanzfeder 94 und eine
zweite Resonanzfeder 96 aus den Schraubenfedern gebildet.
Die Federkonstante der zweiten Resonanzfeder 96 ist größer als
die Federkonstante der ersten Resonanzfeder 94 und die
Anzahl der Windungen der zweiten Resonanzfeder 96 ist geringer als
die Anzahl der Windungen der ersten Resonanzfeder 94 ausgebildet.
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In
einer dritten Ausführungsform,
wie in 6 gezeigt, sind die erste Resonanzfeder 94 und eine
zweite Resonanzfeder 97 aus den Schraubenfedern gebildet.
Die Federkonstante der zweiten Resonanzfeder 97 ist größer als
die Federkonstante der ersten Resonanzfeder 94, indem der
durchschnittliche Durchmesser D2 der zweiten Resonanzfeder 97 geringer
als der durchschnittliche Durchmesser D1 der ersten Resonanzfeder 94 ausgebildet
ist.
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Die
Federkonstanten der zweiten Resonanzfedern 95, 96 und 97 sind
vorzugsweise so ausgebildet, daß sie
größer als
die Federkonstante der ersten Resonanzfeder sind, indem die Kombination
von drei Variablen zur Anwendung kommt, nämlich die Kabeldurchmesser,
die Anzahl der Windungen und die effektiven Durchmesser der ersten
Resonanzfeder 94 und der zweiten Resonanzfedern 95, 96 und 97.
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In
einer anderen Ausführungsform
der Resonanzfedereinheit 90 kann die Federkonstante der zweiten
Resonanzfeder 98 größer als
die Federkonstante der ersten Resonanzfeder 94 ausgebildet sein,
indem die Vielzahl von ersten Resonanzfedern 94 und eine
Vielzahl von zweiten Resonanzfedern 98, wie in 7 gezeigt,
ausgebildet ist und die Gestaltungsvariablen der Federn wie oben
angegeben variiert sind.
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Die
ersten Resonanzfedern 94 sind an der Seite des Verdichtungsraums
P des Zylinders 60 angeordnet und dienen dazu, den Kolben 70 elastisch zu
unterstützen.
Die zweiten Resonanzfedern 98 sind gegenüber den
ersten Resonanzfedern 94 angeordnet und dienen dazu, den
Kolben 70 elastisch zu unterstützen. Die Federkonstanten der
ersten Resonanzfedern 94 sind größer als die Federkonstanten
der zweiten Resonanzfedern 98.
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Die
Federkonstanten der zweiten Resonanzfedern 98 sind größer als
die Federkonstanten der ersten Resonanzfedern 94 ausgebildet,
indem die Variablen, wie die Anzahl der Windungen, die Kabeldurchmesser
und die effektiven Durchmesser der ersten und zweiten Resonanzfedern,
wie oben angegeben auf geeignete Weise kombiniert werden. Auch kann
die Kombination der Variablen durch Bildung der Vielzahl von Federn
vielfältig
gestaltet werden.
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Eine
Ventileinheit 80 zum Ansaugen von Gas in den Zylinder 60 und
Ablassen des Gases nach außerhalb
des Zylinders 60 ist mit einer Seite des Zylinders 60 kombiniert,
und zwar aufgrund des Druckunterschieds, der durch den Kolben 70,
der sich in der Hin- und Herbewegung im Zylinder 60 befindet,
verursacht wird.
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Die
Ventileinheit 80 umfaßt
eine Ablaßumkleidung 81 zur
Abdeckung des Verdichtungsraums P des Zylinders 60, ein
Ablaßventil 82,
das in der Ablaßumkleidung 81 angeordnet
ist und zum Öffnen und
Schließen
des Verdichtungsraums P des Zylinders 60 dient, eine Ventilfeder 83 zur
elastischen Unterstützung
des Ablaßventils 82,
ein Ansaugventil 84, das mit dem Ende des Kolbens 70 kombiniert
ist und dem Öffnen
und Schließen
eines Saugkanals F dient, der im Kolben 70 ausgebildet
ist.
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Bezugszeichen 1 bezeichnet
ein Saugrohr, in welches das Kühlgas
gesaugt wird. Bezugszeichen 2 bezeichnet ein Ablaßrohr, in
welches das Kühlgas
abgelassen wird.
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Es
wird nun der Betrieb und die Wirkung der Kolbenunterstützungsstruktur
des Kolbenverdichters gemäß der vorliegenden
Erfindung beschrieben.
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Es
wird nun der Betrieb des Kolbenverdichters beschrieben.
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Wenn
Leistung zum Antrieb des Kolbenmotors 20 angewendet wird,
wird die lineare hin- und hergehende Antriebskraft des Kolbenmotors 20 über den
beweglichen Magneten A auf den Kolben 70 übertragen.
Folglich befindet sich der Kolben 70 in der linearen Hin-
und Herbewegung über
den Abstand zwischen dem oberen Totpunkt b und dem unteren Totpunkt
a, d. h. den Hub, den der Kolben 70 im Verdichtungsraum
P hat, welcher im Zylinder 60 ausgebildet ist. Der Hub
des Kolbens 70 erfolgt durch die elektrische Steuerung
des Kolbenmotors 20.
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Wenn
sich der Kolben 70 in der linearen Hin- und Herbewegung
im Verdichtungsraum P, der im Zylinder 60 ausgebildet ist,
befindet, setzt sich die Ventileinheit 80 zusammen mit
der Hin- und Herbewegung des Kolbens 70 in Betrieb. Das
Kühlgas
wird in den Verdichtungsraum P, der im Zylinder 60 ausgebildet
ist, angesaugt und verdichtet. Das verdichtete Kühlgas wird nach außerhalb
des Zylinders 60 abgelassen. Die oben genannten Vorgänge wiederholen sich.
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Der
Kolben 70 empfängt
die lineare hin- und hergehende Antriebskraft des Kolbenmotors 20 und befindet
sich in der linearen Hin- und Herbewegung im Verdichtungsraum P,
der im Zylinder 60 ausgebildet ist. Folglich speichern
die erste Resonanzfeder 94 und die zweiten Resonanzfedern 95, 96, 97 und 98 die
lineare hin- und hergehende Antriebskraft des Kolbenmotors 20 als
elastische Energie und geben die elastische Energie ab, während sie
zusammengedrückt
werden und sich entspannen. Die erste Resonanzfeder 94 und
die zweiten Resonanzfedern 95, 96, 97 und 98 verursachen
die Resonanzbewegungen des beweglichen Magneten A und des Kolbens 70.
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D.
h., wenn der Kolben 70 am oberen Totpunkt b angeordnet
ist, wird die erste Resonanzfeder 94 zusammengedrückt und
die zweiten Resonanzfedern 95, 96, 97 und 98 werden
gedehnt, so daß ihre Länge die
anfänglich
eingerichtete Länge übersteigt. Wenn
der Kolben 70 am unteren Totpunkt a angeordnet ist, wird
die erste Resonanzfeder 94 gedehnt, so daß ihre Länge die
anfänglich
eingerichtete Länge übersteigt,
und die zweiten Resonanzfedern 95, 96, 97 und 98 werden
zusammengedrückt.
Folglich unterstützen
die erste Resonanzfeder 94 und die zweiten Resonanzfedern 95, 96, 97 und 98 den
Kolben 70 und den beweglichen Magneten A elastisch.
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Zu
diesem Zeitpunkt wirkt sich, beim Vorgang des Ansaugens des Kühlgases
in den Verdichtungsraum P, der im Zylinder 60 ausgebildet
ist, und der Verdichtung des angesaugten Kühlgases, während sich der Kolben 70 kontinuierlich
in der Hin- und Herbewegung zwischen dem oberen Totpunkt b und dem
unteren Totpunkt a befindet, die Gasfederkraft, die erzeugt wird,
wenn das Kühlgas
durch den Kolben 70 verdichtet wird, auf den Kolben 70 aus.
Folglich empfängt
der Kolben 70 Krafteinwirkung in Richtung des äußersten
unteren Totpunkts a.
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Folglich
bewegt die Gasfederkraft, die sich auf den Kolben 70 auswirkt,
den Kolben 70 in Richtung der zweiten Resonanzfedern 95, 96, 97 und 98 über den
Bewegungsabstand e, über
den der Kolben 70 bewegt wird, wenn der Kolben 70 anfänglich bewegt
wird. Daher befindet sich der Kolben 70 in der linearen
Hin- und Herbewegung, die im Zentrum c zwischen dem äußersten
oberen Totpunkt b und dem äußersten
unteren Totpunkt a ihren Mittelpunkt hat, wie in 4 gezeigt.
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Da
die zweiten Resonanzfedern 95, 96, 97 und 98 eine
größere Federkonstante
als die erste Resonanzfeder 94 haben, sind die Verlagerungen
beim Zusammenziehen der zweiten Resonanzfedern 95, 96, 97 und 98 kleiner
als die Verlagerung beim Zusammenziehen der zweiten Resonanzfeder 93 gemäß der herkömmlichen
Bauweise. Folglich ist die Belastung, die sich auf die zweiten Resonanzfedern 95, 96, 97 und 98 auswirkt,
vermindert. Außerdem wirkt
sich auf die ersten und zweiten Resonanzfedern eine einheitliche
Belastung aus.
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Wie
oben angegeben ist bei der Kolbenunterstützungsstruktur des Kolbenverdichters
gemäß der vorliegenden
Erfindung, während
der Kolben die lineare hin- und hergehende Antriebskraft des Kolbenmotors
empfängt
und sich in der linearen Hin- und Herbewegung zwischen dem oberen
Totpunkt und dem unteren Totpunkt des Verdichtungsraums befindet,
der im Zylinder ausgebildet ist, die Belastungskonzentration auf
die zweiten Resonanzfedern zur elastischen Unterstützung des
Kolbens vermindert. Folglich ist es möglich, die Strapazierfähigkeit der
zweiten Resonanzfedern vor Verschlechterung aufgrund der Ermüdung der
zweiten Resonanzfedern zu bewahren. Daher ist es möglich, die
Dauerhaftigkeit der Resonanzfedern zu verlängern und die Zuverlässigkeit
des Kolbenverdichters zu verbessern.