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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Träger für einen Näherungssensor eines Kompressorkolbens,
einen Kompressor selbst, eine Ventilplatte eines Kompressors und
auch ein Kühlgerät bzw. Kühler mit
derartigen Einrichtungen ausgestattet.
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Beschreibung
des Standes der Technik
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Ein
Kompressor mit den technischen Merkmalen, wie im Oberbegriff des
Patentanspruchs 1 definiert, ist aus der Druckschrift
EP 0 508 823 A1 bekannt.
Ein Kompressor ist ein Gerät,
das im Kühlzyklus
von Kühlgeräten und
Klimaanlagen im allgemeinen verwendet wird und grundsätzlich die
Funktion hat, ein Gas unter gegebenem Druck aufzunehmen bzw. anzusaugen
und zu komprimieren, so daß es diesen
Kreislauf in Gang bringt bzw. weiter durchläuft. Grundsätzlich kann man mit Rotationskompressoren,
oder andernfalls mit Linearkompressoren arbeiten und bei beiden
Typen kann es notwendig sein, die entsprechende Bewegung zu überwachen.
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Insbesondere
im Fall von Linearkompressoren ist es notwendig, die entsprechende
Bewegung zu überwachen,
um Probleme von Schlägen
und Geräusche
zu vermeiden. Wie aus dem Stand der Technik bekannt, weist ein Linearkompressor
grundsätzlich
einen axialverschiebbaren Kolben in einem Zylinder auf. Der Zylinder
wiederum weist am Ende seines Hubes Ansaug- und Entladungsventile
auf, die den Eintritt und Austritt des unter Druck stehenden Gases in
und aus dem Zylinder regulieren.
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Da
die Kompressionsbedingungen im Betrieb und die Speisespannung variieren
können,
und bewirken, daß der
Kolben mehr als notwendig verschoben wird und mit der Ventilplatte
kollidiert, ist es notwendig die Kolbenposition zu überwachen.
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Mit
der Sicht diesen Nachteil zu verhindern, sind verschiedene Lösungen vorgeschlagen
worden, wie beispielsweise die Sensoren, die die Kolbenposition
detektieren, entlang des Zylinderhubes oder an einem Ende davon
zu plazieren. Diese Sensoren sind normalerweise in Ausnehmungen
des Zylindergehäuses
positioniert, durch Drähte
mit elektronischen Überwachungs-
und Regelkreisen verbun den, die außerhalb des Kompressors positioniert
sind, beispielsweise ein Kühlgerät bzw. Kühler, an
welchem der Kompressor montiert ist.
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Die
Anzahl der Drähte,
die von außen
durch das Kompressorgehäuse
hindurchgeführt
werden müssen,
ist beachtlich groß (Drähte zum
Speisen und Senden des Sensorsignals). Aus diesem Grund muß die Durchführung dieser
Drähte
von innen nach außen
aus dem Gehäuse
heraus hermetisch isoliert werden, so daß die Effektivität des Kompressors nicht
beeinträchtigt
wird.
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Darüber hinaus
muß der
Sensor am Zylindergehäuse
auf irgendeine Art befestigt werden, was seine Installation schwierig
macht und folglich auch die Verbindung der Drähte für Speisen bzw. zum Empfang
und Senden des Signals. Diese Art der Installation, und auch der
Sensor mit Schutz gegen Drücke
in den Hochdruckbereichen innerhalb des Zylinders ist in der Beschreibung
der Anmeldung PI 0203724-6 dargestellt.
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Eines
der Probleme, das aus der Montage eines beliebigen Typs von Sensor
an Kompressoren im allgemeinen resultiert, liegt in der Tatsache,
daß die Fertigungslinie
einer solchen Ausrüstung
beeinträchtigt
wird, da der Monteur den Sensor an einer Stelle des Kompressors
einpassen bzw. montieren muß, unter
Hinterlassung bzw. Austritt mindestens eines Punktes bzw. Kontaktes
für eine
zukünftige
elektrische Verbindung an einen Regelkreis. Diese Verbindung besteht
normalerweise aus einem Paar von Drähten, welches später gelötet oder
in irgendeiner anderen Art und Weise verbunden werden sollte, woraus
ein Erschwernisfaktor in der Herstellungslinie resultiert, die langsamer
wird und folglich teurer.
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Aufgaben und
kurze Beschreibung der Erfindung
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Eine
der Aufgaben der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kompressor
und ein Kühlgerät, das mit
einem solchen Kompressor ausgestattet ist, bereitzustellen, wobei
man Schritte in der Fertigungslinie eliminieren kann und gleichzeitig
die Dichtheit bzw. Dichtigkeit des Kompressors nicht beeinträchtigt.
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Eine
andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kompressor
und ein Kühlgerät ausgestattet
mit einem solchen Kompressor bereitzustellen, wobei der elektrische
Anschluß des
Sensorträgers
außerhalb
des Kompressorgehäuses angeordnet
ist, wodurch sein inneres Volumen maximiert wird, was ein Vorteil
ist, auf den Kompressorhersteller Wert legen.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Kompressor
mit einem Sensorträger
bereitzustellen, der es einem Arbeiter ermöglicht, einfachen Zugang zu
einer Fertigungslinie zu haben, und wobei man einfache elektrische
Anschlüsse
verwenden kann, ohne die Erfordernisse von Lötprozessen während der
Zeit der Kühlgeräteherstellung
im allgemeinen.
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Darüber hinaus
ist es eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kompressor
mit einer Ventilplatte bereitzustellen, der einem die Benutzung
eines Sensorträgers
ermöglicht
und es möglich
macht, solch einen Träger
ohne den Bedarf der Modifizierung der anderen Teile des Kompressors
zu montieren.
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Die
Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden durch einen Kompressor
gelöst,
der aufweist:
- – einen Kolben, der in einem
Zylinder positioniert ist;
- – eine
dem Zylinder zugeordnete Ventilplatte, wodurch ein Hochdruckbereich
innerhalb des Zylinders und einen Niederdruckbereich außerhalb des
Zylinders gebildet wird, wobei der Hochdruck wahlweise hermetisch
durch eine Ventilplatte von dem Niederdruckbereich isoliert wird;
- – ein
Deckel, der dicht bzw. nahe an der Ventilplatte positioniert ist,
den Hochdruckbereich von dem Niederdruckbereich hermetisch dichtend;
wobei
der Kompressor dadurch gekennzeichnet ist, daß vorgesehen ist:
- – ein
Näherungssensor
zum Abtasten der Annäherung
des Kolbens an die Ventilplatte, wobei der Näherungssensor mit dem Hochdruckbereich
des Ventildrucks verbunden ist, bzw. im Hochdruckbereich angeordnet
ist;
ein Träger
für einen
Näherungssensor,
wobei der Träger
aufweist:
einen Grundaufbau; und
einen ersten Verbindungsendabschnitt;
wobei
der erste Verbindungsendabschnitt verbunden mit dem Näherungssensor
in dem Niederdruckbereich und dem Grundaufbau, der sich innerhalb
des Deckels in den bzw. im Niederdruckbereich erstreckt;
wobei
die Ventilplatte weiterhin einen dem Zylinder zugeordneten Rand
aufweist und der Grundaufbau einen zweiten Verbindungsendabschnitt aufweist,
wobei sich der zweite Verbindungsendabschnitt, zumindest teilweise, über den
Rand der Ventilplatte erstreckt.
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Die
Ziele werden auch durch ein Kühlgerät erreicht,
das mit einem derartigen Kompressor ausgerüstet ist.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die
vorliegende Erfindung wird nun ausführlicher unter Bezug auf eine
Ausführungsform
beschrieben, die in den Zeichnungen dargestellt ist. Die Figuren
zeigen:
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines Linearkompressors, der einen
Träger
für einen
Näherungssensor
des Kolbens aufweist, gefertigt nach den Lehren der vorliegenden
Erfindung;
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2 ist
eine perspektivische Ansicht des Sensorträgers der vorliegenden Erfindung;
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3 zeigt
eine Seitenansicht des Sensorträgers,
der in 2 dargestellt ist, im Detail das Innere des Sensors
zeigend;
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4 ist
eine untere perspektivische Ansicht einer Ventilplatte, die mit
einem erfindungsgemäßen Sensorträger ausgerüstet ist;
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5 ist
eine obere Ansicht der in 4 dargestellten
Ventilplatte;
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6 ist
eine untere Ansicht einer zweiten, bevorzugten Ausführungsform
des Sensorträgers der
vorliegenden Erfindung; und
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7 ist
ein Schnitt einer Seitenansicht einer zweiten, bevorzugten Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Sensorträgers.
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Detaillierte
Beschreibung der Figuren
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Wie
in 1 dargestellt, weist ein Linearkompressor 1 einen
Zylinder 2 und einen axial verschiebbaren Kolben (nicht
dargestellt) auf, die durch ein Gehäuse 4 ummantelt sind.
Der Zylinder 2 weist eine Ventilplatte 3 auf,
die am Ende des Hubes positioniert ist, um den Ein- und Austritt
des zu komprimierenden Fluides zu regeln. Darüber montiert ist dort ein Deckel 2a des
Zylinders 2, welcher in Kombination mit einem Verbindungsstück 7 und
der Ventilplatte 3 den Kompressor 1 hermetisch
dichtet. Der Deckel 2a ist nahe zum Zylinder 2 positioniert,
den Kompressor 1 hermetisch dichtend.
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Weiter,
wie in den 1, 4 und 5 gesehen
werden kann, weist die Ventilplatte 3 einen Rand 55 verbunden
mit dem Zylinder 2 auf, einen Hochdruckbereich 2' im Inneren
des Zylinders 2 und einen Niederdruckbereich 3' außerhalb
des Zylinders 2 bildend. Das Öffnen und Schließen der
Ventile des Kompressors 1 führt zu dem Hochdruckbereich 2', welcher wahlweise
hermetisch von dem Niederdruckbereich 3' durch die Ventilplatte 3 isoliert
wird, das heißt,
daß das
jetzt in den Zylinder gesaugte, zu komprimierende Gas nun aus diesem
Bereich ausgestoßen
wird, in Übereinstimmung
mit der axialen Verschiebung des Kolbens.
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Wie
aus den Lehren der Druckschrift PI 0203724-6 bekannt ist, ist eine
Plazierung eines Näherungssensors 5 dicht
an einer Durchgangsbohrung 51 in der Ventilplatte 3 vorgesehen,
um die Kollision des Kolbens zu verhindern.
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Vorzugsweise
kann man einen induktiven Näherungssensor 5 in
dieser Art von Baugruppen benutzen, wobei das Signal durch dieses
Element gelesen und an einen externen elektronischen Schaltkreis
(nicht gezeigt), der die Funktion des Kompressors 1 regelt,
durch ein Paar von Drähten
gemäß den Lehren
der vorherigen Techniken geleitet wird.
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Wie
bereits beschrieben, sollten bei dieser Form von elektrischer Verbindung
die Verbindungsdrähte
aus dem Näherungssensor 5 kommen,
ohne die Luftdichtheit der Ausrüstung
zu stören,
wobei der Sensor 5 im Inneren des Deckels 2a des
Kompressors 1 angeordnet wird. Um in Übereinstimmung mit einer bevorzugten ersten
Ausführungsform,
um eine der Aufgaben der vorliegenden Erfindung, das Problem zu
lösen,
das aus dem Montieren des Näherungssensors 5 durch
Drähte
resultiert, wird ein Träger 20 für den Näherungssensor
vorgesehen.
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Wie
in 2 bis 5 dargestellt, weist der Träger 20 einen
Grundbau 6, einen ersten Verbindungsendabschnitt 6a und
einen zweiten Verbindungsendabschnitt 6b auf.
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Der
Grundaufbau 6 sollte im wesentlichen rechteckig und eben
und genügend
lang sein, um sich von dem Hochdruckbereich 2' bis zu dem
Niederdruckbereich 3' zu
erstrecken, so daß der
erste Verbindungsendabschnitt 6a mit der Ventilplatte 3 verbunden
wird und der zweite Verbindungsendabschnitt 6b sich, zumindest
teilweise über
den Rand 55 der Ventilplatte 3 erstreckt, um das
Montieren eines elektronischen Schaltkreises zu ermöglichen
(nicht dargestellt), der die Kolbenposition regelt. Optional kann
der Anschluß 22 innerhalb
des Deckels 2a im Niederdruckbereich 3' positioniert
werden.
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Der
erste Verbindungsendabschnitt 6a sollte Mittel zur Halterung 30 für den Näherungssensor 5 aufweisen,
wie ein Mittel zur Halterung, beispielsweise ein oder mehrere Durchgangslöcher zum
Anschließen
und Befestigen des Näherungssensors, passende
Vorsprünge
bzw. Paßstifte,
elektrische Kontakte oder Ähnliches.
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Der
erste Verbindungsendabschnitt 6a kann z.B. mit Mitteln
für den
Anschluß eines
Schutzdeckels 5a für
den Näherungssensor 5 versehen
werden. Eine Ausführungsform
dieser Art der Lösung
ist in der Druckschrift PI 0203724-6 beschrieben, die das Montieren
eines Schutzdeckels in Verbindung mit einem induktiven Sensor lehrt.
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Der
zweite Verbindungsendabschnitt 6b sollte vorzugsweise mit
einem festen elektrischen Anschluß 22 versehen und
elektrisch mit dem Grundaufbau 6 verbunden sein, um den
Anschluß des
Näherungssensors 5 während der
Zeit des Montierens des Kompressors 1 selbst, und weiter
während
der Zeit des Montierens des Kühlgerätes, das
mit einem solchen Kompressor 1 ausgerüstet ist, zu ermöglichen.
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Der
zweite Verbindungsendabschnitt 6b kann weiter vorzugsweise
einen elektrischen Anschluß 57 für einen
Kalibrierwiderstand 58 aufweisen, wobei ein derar tiger
Kalibrierwiderstand 58 die Funktion hat, das durch den
Näherungssensor 5 generierte
Signal zu dämpfen,
wenn der letztere eine Schwankung über der Erwarteten generiert.
Solch eine Variation kann auftreten, weil der Schaltkreis und der
Näherungssensor 5 normalerweise
für die generierten
Werte, die immer höher
als gewünscht sind,
entworfen wurde, und so hat der Kalibrierwiderstand 58 die
Funktion, das Signal vom Näherungssensor 5 auf
den Sollwert zu dämpfen,
die finale Variabilität
der Messungen regelnd.
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Mit
dem elektrischen Anschluß 22,
der auf der Außenseite
des Kompressors 1 positioniert ist, verzichtet die vorliegende
Erfindung auf den Einsatz von mehreren Lötpunkten für die elektrische Verbindung
durch Drähte,
solches bewirkt eine Maximierung der Zeit für das Montieren und Warten
des Kompressors 1, sowie eine Eliminierung von Montageschritten,
da ohne den Bedarf von mehreren Lötschritten die Montagelinie
viel einfacher und effektiver wird, wodurch einige der Aufgaben
der Erfindung gelöst
werden.
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Weiter
wird, gemäß den Lehren
der ersten bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, der Grundaufbau 6 vorzugsweise
aus einer Leiterplatte hergestellt, da solch ein Substrat alle Anforderungen,
die notwendig für
die Ziele der Erfindung sind, aufweist:
- – die Verbindungen
durch lose Drähte
sind eliminiert, da sie durch elektrische Zwischenverbindungen 54 ersetzt
werden, die die Bahnen der gedruckten Schaltung selbst sind;
- – die
gedruckte Schaltung versetzt einen in die Lage, die Zwischenverbindungen
des Näherungssensors
selbst zu erstellen und bewirkt zusätzlich große Flexibilität zum Erstellen
bzw. Voranbringen elektrischer Zwischenverbindungspunkte mit dem Anschluß 22 und
dem Kalibrierwiderstand 58, und andere elektrische Zwischenverbindungspunkte können ohne
irgendeinen Bedarf an technischer Implementierung zugefügt werden.
- – das
Material der gedruckten Schaltung ist ein im wesentlichen starres
Material, das die Handhabung des Trägers 20 erleichtert,
welcher des weiteren in verschiedene Formen geschnitten werden kann,
gemäß den Anforderungen
des Kompressordesigns 1.
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Gemäß der Lehre
einer zweiten Ausführungsform,
wie in 6 und 7 dargestellt, wird ein aus
einer Leiterplatte hergestellter Grundaufbau 6' durch ein gespritztes
Kunststoffteil oder aus irgendeinem anderen Kunststoff ersetzt,
wobei die Leiter starr sind und durch die Überspritzung bzw. Umspritzung
selbst in Position gehalten werden.
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In
dieser zweiten Ausführungsform
bildet der Grundaufbau 6' ein
ganzheitliches Teil mit dem angespritzten Anschluß 21,
durch Spritzen eines einzelnen Teils, das beispielsweise den Schritt
zur Fixierung des Anschlusses 22 eliminiert, daher eine
weiter vorteilhafte Anwendung für
den großen
Maßstab
ist. Bei dieser Option entsteht der gespritzte Anschluß 21 im
Moment des Spritzens des Teils.
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Gemäß der zweiten
Ausführungsform
werden die elektrischen Zwischenverbindungen 54, die im
wesentlichen durch Bahnen der gedruckten Schaltung gebildet werden,
in diesem Fall durch elektrische Leiter 54' ersetzt, die vorzugsweise in Mitteln zur
Führung 540 aufgenommen
sind, die durch Erstellen von Nuten entlang des Grundaufbaus 6' erhalten werden.
Diese Nuten können
geschlossen oder offen in der Oberfläche des Grundaufbaus 6' sein. Im Fall,
daß sie
geschlossen sind, sollten die elektrischen Leiter 54' in die genannten
Nuten eingeführt sein,
wobei sie bei der Option offener Nuten letztlich entlang des Gesamtaufbaus 6' positioniert
sein sollten.
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Die
elektrischen Leiter 54' sollten
vorzugsweise aus einem starren Material hergestellt werden, um sie
in solcher Art zu formen, so daß die
betreffenden Endabschnitte direkt als elektrische Anschlüsse nutzbar
sind. Auf diese Weise werden die Endabschnitte der elektrischen
Leiter 54' in
der Nähe des
Anschlusses 21 ein integraler Teil davon, wie in 6 dargestellt
(siehe Einzelheit A), und die Endabschnitte in der Nähe des Näherungssensors 5 können leicht
mit einem solchen Element verbunden werden, sei es durch Verbinden
oder Löten.
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Darüber hinaus
können
die elektrischen Leiter 54' mit
irgendeiner konstruktiven Gestalt versehen werden, beispielsweise
können
sie einen rechteckigen, kreisförmigen
Querschnitt haben, bedeckt mit einem isolierenden oder nicht-isolierenden Material sein,
solange sie den Lehren der vorliegenden Erfindung entsprechen. Vorzugsweise
sollten sie starre Drähte
sein, so daß sie,
wie vorstehend beschrieben, geformt werden können.
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Die
Kosten zur Herstellung des Trägers 20 entsprechend
der zweiten Ausführungsform
sind sehr vorteilhaft, da sie während
des Spritzens des Teils selbst entstehen, und weil sie einen in
die Lage versetzen, den Montageschritt des elektrischen Anschlusses 22 zu
eliminieren.
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Der
elektrische Anschluß 21 ist
so ausgestattet, daß er
in eine andere Anschlußklemme
eines Schaltkreises (nicht dargestellt), der das Signal von Sensor 5 auswertet,
paßt.
Die elektrischen Verbindungen erfolgen direkt durch die elektrischen
Leiter 54'.
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In
den zwei Ausführungsformen
kann man irgendeinen Typ von Näherungssensor
und den elektrischen Anschluß 22, 21 einsetzen,
die gemäß den Anforderungen
des Projekts ausgetauscht werden können. Somit kann man aus der
Lehre der vorliegenden Erfindung Nutzen ziehen.
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Weiter
wird, gemäß den Lehren
der vorliegenden Erfindung, eine Ventilplatte 3 für einen
Kompressor 1 bereitgestellt, die eine Trägerführung 52 für den Träger 20 aufweist,
wobei die Trägerführung 52 auf
einer Oberfläche 53 der
Ventilplatte 3 vorgesehen wird.
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Wie
in 4 und 5 dargestellt, wird die Trägerführung 52 vorzugsweise
durch eine Ausnehmung in der Oberfläche 53 der Ventilplatte 3 gebildet, solch
eine Ausnehmung ist im wesentlichen analog zu bzw. zum Träger und
bedeckt die Hälfte
der Dicke des Aufbaus 6, 6' des Trägers 20 des Näherungssensors 5 ,
der sich von dem äußeren Rand
der Ventilplatte 3 zu der Durchgangsbohrung 51,
die für
das Montieren bzw. Einpassen des Näherungssensors 5 vorgesehen
ist, erstreckt.
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Um
das System komplett zu dichten, hat das Verbindungsstück 7 vorzugsweise
eine Ausnehmung, um die andere Hälfte
der Dicke des Aufbaus 6, 6' des Trägers 20 aufzunehmen.
Die Ausnehmungen des Verbindungsstückes 7 und der Ventilplatte 3 sind bei
dieser Art der Ausbildung in Linie gebracht bzw. übereinander
ausgerichtet.
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Daher
kann man, gemäß der Lehre
der vorliegenden Erfindung, einen Kompressor 1 montieren, vorzugsweise
einen Lineartyp, wobei man den Sensorträger 20 dicht an der
Ventilplatte 3 montiert, wobei eine Ausbildung erreicht
wird, in wel welcher der Näherungssensor 5 in
der Durchgangsbohrung 51 aufgenommen wird, und wobei der
Grundaufbau 6, 6' in
der Trägerführung 52 der
Ventilplatte 3 und in der Ausnehmung, die durch das Verbindungsstück 7 bereitgestellt
wird, aufgenommen wird. Weiter verbleibt der Anschluß 21, 22 exponiert
bzw. offen, um eine einfache Verbindung mit dem äußeren Schaltkreis zu bewirken.
Die Verbindung liegt außerhalb
des Bereiches der Ventilplatte 3 und benötigt ein
kleineres Volumen innerhalb des Kompressors 1. Diese Vergrößerung des
inneren Raumes des Kompressors 1 ist ein Vorteil, der für Hersteller
von Kompressoren im allgemeinen immer wichtig ist, wobei eine der
Aufgaben der vorliegenden Erfindung gelöst worden ist.
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Zusätzlich garantiert
diese Konstruktion die Luftdichtigkeit des Kompressors 1,
da der Grundaufbau 6, 6' des Trägers 20 ein integraler
Teil der Ventilplatte 3 wird, d.h. die Dicke der Baugruppe,
die durch die Ventilplatte 3 und den Grundaufbau 6 gebildet wird, ändert nicht
die Dicke einer normalen Ventilplatte, so daß kein Bedarf für weitere Änderungen
am Kompressor 1 besteht.
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Andere
Ausführungsformen
für die
Aufnahme der Aufbauten 6, 6' des Trägers 20 können vorgesehen
werden, wobei der Aufbau 6, 6' in einer einzelnen Ausnehmung
in der Ventilplatte 3 oder sogar in einer einzelnen Ausnehmung
des Verbindungsstückes 7 aufgenommen
werden kann.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
ist beschrieben worden, wobei es sich von selbst versteht, daß der Bereich
der vorliegenden Erfindung weitere mögliche Ausbildungen umfaßt, die
nur durch den Gegenstand der beigefügten Ansprüche beschränkt werden.