用来将共振弹簧安装在线性马达压缩机中的布置和方法以及线性马达压缩机的制作方法
【专利说明】用来将共振弹簧安装在线性马达压缩机中的布置和方法以及线性马达压缩机
技术领域
[0001]本发明涉及一种用来将共振弹簧安装在由线性马达驱动的压缩机中的布置，并且更具体地涉及一种用来安装以下类型的共振弹簧的布置，该共振弹簧将可移动的压缩组件(即，活塞/杆/致动装置组件)联接到非共振组件，该非共振组件通常由固定在压缩机外壳内的气缸曲轴箱限定。本发明还涉及一种用来执行所述安装的方法，并且涉及通过提出的安装布置获得的线性马达压缩机。
现有技术
[0002]在线性压缩机中，气体压缩过程主要地包括两个子组件:第一子组件，该第一子组件由气缸(通常被限定在曲轴箱中)且由线性马达组件组成，该线性马达组件也固定到曲轴箱，并且负责产生用来使活塞在气缸内移位并且因此用于气体压缩所需的推力；和第二子组件，该第二子组件由活塞、杆或连接杆、包含由马达驱动的磁体的位移装置、和共振弹簧形成，该共振弹簧的端部的一个连接到位移装置并且另一端部连接到曲轴箱。
[0003]为了压缩机的适当操作，首先，必须的是，当活塞顶部处于其压缩死点时，在气缸顶部和活塞顶部之间保持一定距离，这种距离限定压缩机的容量和这种容量的可变性。另夕卜，也十分重要的是，保证活塞相对于气缸对准并且因此最小化气缸上的活塞载荷，该活塞载荷用作气动或油轴承。
[0004]应当理解，为了获得活塞顶部和气缸顶部之间的正确的间隔，在安装过程期间，必须考虑一系列公差，该一系列公差的值被保持在窄的带内，以便在结束安装时这种距离被保持在可接受的值内。
[0005]此外，为了获得活塞相对于气缸的正确对准，垂直于压缩机的主轴的公差也必须保持具有窄的带内的值。这暗示制造必要部件的高成本，需要复杂的且昂贵的操作。
[0006]巴西专利申请PI 0705541-2 (W0 2009/076734)中描述的已知的安装布置包括第一固定装置，该第一固定装置通过两个塑性部件之间的塑性焊接用来将共振弹簧的一个端部固定到致动装置，该两个塑性部件分别被注射在弹簧的一个端部上和致动装置的一个端部上。在这个方案中，第一固定装置的所述塑性焊接具有连接的功能并且用来补偿轴向、侧向和扭转公差。
[0007]这个现有方案的安装布置在气缸轴线的方向中和在垂直方向中不需要要安装到彼此的部件的很精确的公差，而不损害相对于气缸轴线，以及相对于活塞顶部部分和气缸顶部之间的距离的可移动组件的同心定位，如已经提及的，该距离限定位移体积和压缩机的对应制冷容量。
[0008]虽然它是非常令人感兴趣的过程方式的方案，但在产品中引入两个缺点。
[0009]一个缺点是由于通过塑性材料的固定非常依赖于所用的塑料的类型和品质。此夕卜，塑性材料可能随着时间过去而经受热化学退化，因此减小获得的固定的可靠性。
[0010]另一缺点是由于限定第一固定装置、将致动装置连接到共振弹簧的塑性部件用作第二弹簧，该第二弹簧取决于其刚性可以放大活塞顶部上的气体的压缩引起的激励，并且因此激励弹簧的共振模式。
[0011]巴西专利申请PI 1000181-6 (W0 2011/082461)中描述的另一已知安装布置包括相对于曲轴箱和线性马达的共振组件的固定和对准装置，该固定和对准装置在主轴线的方向中和在垂直方向中不需要该部件的太紧密的公差，并且通过活塞和气缸之间的合适对准甚至以更宽的公差允许实现活塞的正确定位。
[0012]在所述第二现有技术方案中，三个方向中的对准调节可以使用可靠的机械固定装置被执行，该机械固定装置不放大活塞顶部上的气体压缩产生的激励。
[0013]在这个第二已知方案中，第一固定装置包括已经合并到致动装置的夹具，并且该夹具装配在弹簧丝的直径端部段周围并且通过上紧螺栓被压靠在该直径端部段上。致动装置和弹簧相邻端部之间的这种已知结合允许获得两个方向中的对准调节，该两个方向是绕弹簧丝的直径端部段的致动装置的旋转和沿弹簧的所述直径段的致动装置的线性位移。这种弹簧-致动装置结合允许相对于弹簧的纵向轴线的致动装置的居中作为共振组件的安装过程中的最初步骤。
[0014]然而，在所述现有技术第二方案中，弹簧的相对的端部包括一个两件式直径段，该两件式直径段被限定在两个径向部分中，该两个径向部分的每一个由弹簧丝的相应端部部分形成，所述两件式直径段接收第二固定装置，该第二固定装置由内部虎钳钳口和外部虎钳钳口限定，第一个带有面向另一虎钳钳口的半壳体，以便两个虎钳钳口可以在弹簧的两件式直径段周围通过上紧螺栓压在彼此上，外部虎钳钳口设置有用来将它支撑在非共振组件中，特别是在气缸曲轴箱中的装置。
[0015]半壳体被安装到内部虎钳钳口以便沿相对于弹簧并且垂直于弹簧丝的两件式直径段的直径方向线性地可位移，保证根据这个方向的调节的可能性。此外，该弹簧可以沿垂直于第一方向的方向，即，沿匹配两件式直径段的方向的方向相对于半壳体位移，保证沿第二方向的组件调节。这个安装布置还允许绕弹簧丝的两件式直径段的由旋转第二固定装置的可能性限定、由虎钳钳口和半壳体的组件限定的第三调节方向。
[0016]在安装对准过程期间，三个方向中的调节被执行直到该对准被适当地设定。当对准发生时，两个虎钳钳口随后通过上紧两个螺栓被锁定到彼此并且在弹簧丝的两件式直径段周围。
[0017]虽然相对于使用塑性元件的第一安装系统是更有利的，但这个第二已知方案要求在限定共振组件的压缩机构的对准过程期间，第二固定装置的内部和外部虎钳钳口的上紧螺栓必须被解除，允许虎钳钳口相对于弹簧丝的端部径向部分移动。然而，该弹簧具有形状缺陷，特别是两件式直径段中的丝的端部径向部分之间的对准偏差。当两个虎钳钳口之间的载荷被释放以便执行对准调节时，该弹簧倾向于自然变形，引起对准过程不合需要地长。此外，需要精密设备来测量相对于曲轴箱的活塞定位，以及相对于马达中心的磁体的定位，此后该组件不应当被机械地推动，由于在这种情况中，在被释放时，该机构将由于存在于弹簧上的张力而失去对准。
[0018]根据上面的公开内容，因此希望开发一种新的方案，该新的方案用于共振组件包括的部分的完全对准，而没有上述现有方案的缺点。
【发明内容】
[0019]本发明的一般目标是提供一种用来将共振弹簧安装在上述类型的线性压缩机中的布置，并且该布置允许使用相对简单且容易构造和组装的组成部分，而不需要太紧密的公差来获得活塞在汽缸内的正确的居中定位和贯穿压缩机的整个使用寿命的耐用的且可靠的安装，而不干涉共振弹簧的操作特性。
[0020]本发明的另外目标是提供一种诸如上面提及的安装布置，并且该安装布置在组装活塞到气缸时能够保证活塞顶部和阀板之间的预定距离，以保证压缩机的适当容量。
[0021]本发明的另一目标是保证磁体相对于马达的正确定位，通过垂直于活塞位移轴线并且有角度地围绕所述轴线的两个方向中的适当同心度，允许磁体经过马达叶片之间的空间而不接触叶片。
[0022]为了实现上述目标，本发明提供一种用来将共振弹簧安装在线性马达压缩机中的布置，该线性马达压缩机包括:气缸曲轴箱，该气缸曲轴箱限定圆柱形区域，在该圆柱形区域内形成压缩室；活塞，该活塞在压缩室中往复运动；致动装置，该致动装置联接到活塞；和共振弹簧装置，所述共振弹簧装置具有:第一直径端部段，所述第一直径端部段通过第一固定装置被固定到所述致动装置；和第二直径端部段，所述第二直径端部段通过第二固定装置被固定到所述气缸曲轴箱。
[0023]根据本发明，第二固定装置包括:基部虎钳钳口，所述基部虎钳钳口刚性地固定到预定位置中的所述共振弹簧装置的第二直径段；顶部虎钳钳口，所述顶部虎钳钳口通过第一上紧装置被安装在气缸曲轴箱的两个相对的部分之间，并且在所述共振弹簧装置的直径端部段的轴线与气缸曲轴箱的圆柱形区域的轴线相交并且所述活塞具有所述圆柱形区域内的预定的轴向位置的状态下，所述顶部虎钳钳口通过至少一个第二上紧装置且以相对于共振弹簧装置的轴轴向地且径向地可调节的方式被安置且压缩在基部虎钳钳口上，将所述基部虎钳钳口锁定到所述顶部虎钳钳口。
[0024]考虑共振弹簧装置到可移动压缩组件的前述固定，在两个部分的轴线保持彼此同轴的条件下，用于安装布置，特别地用于第二固定装置的本发明的构造在共振组件的组装期间允许执行相对于压缩机的气缸曲轴箱和马达的共振组件的所需轴向对准和定位，而不冒着失去共振弹簧装置的第二直径端部段的两个径向部分之间的对准的危险。
[0025]本发明也将已知的简化构造用于第一固定装置，该第一固定装置能够允许共振弹簧装置的第一直径端部段被固定到可移动的压缩组件，沿