Bekannte Linearkühler, z. B. Stirling-Kühler, bestehen aus drei Komponenten, einem Linearkompressor, einem Kaltfinger und einer heliumdichten Verbindungsleitung.

Der Linear-Kompressor ist spiegel-symmetrisch aufge- baut. Die doppelt ausgeführten schwingenden Teile (Kol- ben + Spulen) bewegen sich 180° phasenverschoben zuein- ander mit dem Ergebnis einer geringen Kompressor-Vibra- tion und Geräuschentwicklung. Die Betriebsfrequenz liegt bei ca. 52 Hz. Dies entspricht der Resonanzfre- quenz des im Kompressorgehäuse befindlichen Feder- Masse-Systems. Der resonante Betrieb des Kompressors ist eine wesentliche Ursache für die vergleichsweise hohe Effizienz des Stirling-Linearkühlers. Der Motor, bestehend aus einem Magnetkreis mit stationären Magne- ten und bewegten Tauchspulen, ist ähnlich dem Antrieb von Laufsprechern aufgebaut. Flexible elektrischen Zu- leitungen dienen der Bestromung der schwingenden Spu- len. Die im Kompressor schwingenden Kolben und der oder die im Kaltfinger befindlichen, schwingenden Displacer sind mit Spaltdichtungen auf der Basis PTFE-beschichte- ter Teile ausgerüstet. Für den Displacer-Antrieb wird kein Motor oder pneumatischer Kolben benötigt. Ein He- Gasstrom erzeugt beim Durchströmen des im Displacer in- tegrierten Regenerators Drosselkräfte, die zur Anregung der Displacer-Schwingung genutzt werden. Die Zentrier- federn im Kompressor und Kaltfinger dienen der Stabili- sierung der Schwingungs-Nullpunktslagen und definieren zudem die Amplituden und Phasenlagen der schwingenden Displacer.

Mit Linearkühlern der beschriebenen Art, insbesondere Stirling-Kühlern, lassen sich mit wirtschaftlich ver- tretbarem Aufwand Temperaturen insbesondere im Bereich von 40 bis 100 K erzeugen. Militärische Kühler, die derzeitige Haupt-Anwendung des Schwingspulen-Konzeptes bei Stirling-Kühlern, werden für eine Lebensdauer von 4000 h qualifiziert. Sie dienen hauptsächlich der Küh- lung von Infrarotdetektoren in Wärmebildkameras. Kühler dieser Art könnten auch für HTSL-Filter in Mobilfunk- Basisstationen eingesetzt werden. Bei Applikationen dieser Art ist jedoch eine Lebensdauer des Kühlers von 4000 h nicht akzeptabel. Ein wartungsfreier Betrieb von 3 bis 5 Jahren muss erreicht werden.

Bei Versuchen mit Kühlern der hier betroffenen Art hat sich immer wieder herausgestellt, dass der bzw. die flexiblen Leitungsabschnitte, die von einem ortsfesten Träger zur schwingenden Spule führen, ein wesentli- ches, die Lebensdauer des Kühlers begrenzendes Element ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Antrieb für den Kolben eines Linearkühlers der hier betreffenden Art die Stromzufuhr zur schwin- genden Spule im Hinblick auf Zuverlässigkeit, Strombe- lastbarkeit, Verlustleistung und Preis zu verbessern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeich- nenden Merkmale der Patentansprüche gelöst.

Bei einer ersten Lösung der Aufgabe (Ansprüche 1 bis 8) besteht der Leitungsabschnitt, der das ortsfeste Trä- gerbauteil mit der schwingenden Spule verbindet, aus einem gebogenen Metallband, vorzugsweise Kupfer oder einer Kupferlegierung. Eine Stromzuführung mit einem Leitungsabschnitt dieser Art führt eine definierte Be- wegung durch, vergleichbar mit einem Abrollen. Lokale Verschiebungen der einzelnen Teile und damit verbundene tribologische Effekte treten nicht auf. Dadurch, dass die Gestaltung des flexiblen Leitungsabschnittes nahezu der Form entspricht, die sich ergeben würde, wenn er völlig ohne eigene Steifigkeit beschleunigt würde, er- geben sich nur sehr geringe zusätzliche Belastungen aufgrund der Beschleunigung während der Bewegung. Die eigene Masse des Leitungsabschnittes kann sehr klein gehalten werden, wodurch die Beschleunigungskräfte e- benfalls klein bleiben. Langzeitversuche haben ergeben, dass das Bruchrisiko maßgeblich reduziert ist.

Da der Leitungsabschnitt aus einem einfachen und preis- werten Band besteht, sind die Strombelastbarkeit höher sowie die Verlustleistung und die Kosten niedriger.

Bei einer zweiten Lösung der Aufgabe (Ansprüche 9 bis 13) besteht der Leitungsabschnitt zwischen dem ortsfes- ten Träger und der schwingenden Spule aus drei Kompo- nenten, einer zentralen Ader aus elektrisch leitendem Material, einem die Ader umschließenden, der Isolierung dienenden Kunststoffschlauch aus Polytetrafluoräthylen (TEFLON) und einem den Schlauch umschließenden Stütz- element besteht. Diese Maßnahmen haben die folgenden vorteilhaften Wirkungen : gleichmäßige Biegung des Kabels über die gesamte Kabel-Länge hinweg zur Verhinderung örtlicher Ü- ber-Beanspruchung (knicken) des Kabels ; kein Anschlagen (Beschädigung) der Kabel-Isolie- rung (z. B. aus TEFLON) an umgebende Bauteilen ; keine Reibung zwischen den Komponenten des Kabels ; thermische Stabilität ; Beanspruchung der Komponenten im Bereich der Mate- rial-Dauerfestigkeit.

Außerdem bietet diese Lösung die folgenden Vorteile : Gewährleistung eines näherungsweise gleichbleiben- den Biegeradius des Kabels über die gesamte Länge hinweg. Die elastische Kabel-Deformation wird durch das Federelement vorgegeben. Eine Überlas- tung des Kabels ist bei entsprechender Auslegung der Stützfeder nicht möglich.

Schutz der Kabel-Isolation. Sollte es zu einem Kontakt zwischen Zuleitung und anderen Bauteilen (z. B. durch Erschütterungen des Kompressorgehäu- ses) kommen, so bleibt die relativ weiche Isola- tion geschützt. Der Federstahl selbst kann nicht durch die umgebenden Bauteile aus Aluminium be- schädigt werden.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sollen anhand von in den Figuren 1 bis 5 zum Teil nur schema- tisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläu- tert werden. Es zeigen - Figur 1 für die Erfindung wesentliche Bauteile ei- nes Antriebs der hier betroffenen Art mit ei- nem als Kupferband ausgebildeten Leitungsab- schnitt zwischen einem ortsfesten Träger und einer schwingenden Spule, Figur 2 Bewegungszustände des Leitungsabschnittes nach Figur 1, Figur 3 ein konkretes Ausführungsbeispiel für eine Stromzuführung nach den Figuren 1, 2, Figur 4 eine zweite Ausführung für einen Leitungs- abschnitt zwischen einem ortsfesten Träger und einer schwingenden Spule und Figur 5 den Aufbau des Leitungsabschnittes nach Fi- gur 4.

In Figur 1 sind ein ortsfestes Trägerbauteil mit 1, der Schwingkolben mit 2, die Schwingspule mit 3 und ein Trägerbauteil, auf dem sich der Schwingkolben 2 und die Schwingspule 3 abstützen, mit 4 bezeichnet. Der den Schwingkolben 2 aufnehmende Zylinder 5 und der der Schwingspule 3 zugeordnete Magnet 6 sind gestrichelt angedeutet.

Der Führung und der federnden Abstützung des schwingen- den Systems dient ein mit dem ortsfesten Trägerbauteil 1 verbundener Stumpf 7, der im Schwingkolben 2 geführt ist. Im Schwingkolben 2 und am Stumpf 7 stützt sich ei- ne Spiralfeder 8 ab.

Der Kolben 2 führt im Zylinder 5 seine schwingende Li- nearbewegung aus, welche die Tieftemperaturerzeugung bewirkt. Es ist bekannt, zwei gegenläufig schwingende Kolben 2 anzuordnen. Bestandteile eines Kühlsystems dieser Art sind zwei der in Figur 1 dargestellten Ein- heiten mit einem gemeinsamen in Figur 1 nicht gezeigten Kaltteil.

Die Schwingspule 3 (bzw. jede der beiden Schwingspulen eines Kühlsystems mit zwei Schwingkolben) benötigt eine Stromversorgung mit zwei elektrischen Verbindungen, die vom ortsfesten Trägerbauteil 1 zur Schwingspule 3 füh- ren. In Figur 1 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit nur eine dieser Verbindungen mit einem erfindungsgemäß gestalteten, flexiblen Leitungsabschnitt 11 darge- stellt. Die notwendige zweite elektrische Verbindung kann ähnlich ausgebildet sein. Es besteht aber auch die Möglichkeit, als zweite Verbindung zwischen Spule 3 und Basis 1 den Zylinder 2, die Feder 8 und den Stumpf 7 zu verwenden.

Der flexible Leitungsabschnitt 11 besteht aus einem ge- bogenen, vorzugsweise halbkreisförmig gebogenen Kupfer- band. Es ist mit radial nach außen abgewinkelten End- stücken 12,13 ausgerüstet, die der Verbindung des Lei- tungsabschnittes 11 mit nicht dargestellten zu-bzw. weiterführenden Leitungen dienen. Zweckmäßig hat der Leitungsabschnitt 11 in seiner halbkreisförmig geboge- nen Form seine Ruhestellung. Bei Materialien, die sich nach dem Biegevorgang leicht zurück verformen, kann ei- ne Montage unter mechanischer Spannung in Ruhelage von Vorteil sein. In diesen Stellungen ist er symmetrisch ausgebildet. Die Symmetrieachse ist mit 14 bezeichnet.

Der Einbau des Leitungsabschnittes 11 in den Antrieb nach Figur 1 ist zweckmäßig derart gewählt, dass die Richtung der linearen Schwingung, die das schwingende Ende des Leitungsabschnittes 11 ausführt, etwa parallel zur Symmetrieachse 14 erfolgt und dass während des Nulldurchganges der Schwingung der Leitungsabschnitt 11 seine Ruhestellung hat. Dieser Zustand ist in Figur 1 dargestellt. Isolatoren 15 und 16 geeigneter Größe, die sich auf den Trägerbauteilen 1 und 4 abstützen, bestim- men die gewünschte Einbaulage. Zweckmäßigerweise ist am Trägerbauteil 1 mindestens ein Stift montiert, der in eine Bohrung im Trägerbauteil 4 hineinragt, damit die bewegte Einheit sich nicht zu stark drehen kann, wo- durch eventuelle Kurzschlüsse vermieden werden.

Figur 2 zeigt drei Stellungen, die der Leitungsab- schnitt 11 während der Schwingungen einnimmt. Die mitt- lere Stellung entspricht der beschriebenen Ruhestel- lung. Beim Erreichen der Maximalwerte der Amplitude nimmt der Leitungsabschnitt 11 die jeweils gestrichelt dargestellten Stellungen ein.

Figur 3 zeigt perspektivisch ein konkretes Ausführungs- beispiel. Es ist aus einem 0,05 bis 0,2 mm, vorzugs- weise 0,1 mm, dicken Kupferblech hergestellt. Es hat eine Breite von 5 bis 10 mm, vorzugsweise 7,5 mm, und eine Länge zwischen 60 und 70 mm. In seinen Endberei- chen verbreitert sich das Band. Die abgewinkelten End- stücke 12 und 13 sind Teile der breiteren Endbereiche.

Bei der Ausführung nach Figur 4 ist das Trägerbauteil 4 für die schwingende Spule 3 über zwei Leitungsabschnit- te 21 mit dem ortsfesten Trägerbauteil 1 verbunden. Sie erstrecken sich jeweils in Form eines Bogens von ca.

180° und mit relativ geringer Neigung (abhängig von der Spulen-Position in einem Bereich von ca. 5° bis 30°) zwischen ihren Fixpunkten an den Bauteilen 1, 4. Die Werte der Biegeradien der Zuleitungsdrähte liegen im Bereich der halben Durchmesser der Schwingspulen, wobei der Durchmesser der Schwingspulen in der Größenordnung von 10 cm liegt. Die Symmetrieachsen der Bögen bilden mit der Schwingungsrichtung der Spule 3 einen Winkel von etwa 90°. Im Bereich der Fixpunkte geht die Neigung der Leitungsabschnitte in die jeweilige Ebene der Bauteile 1, 4 über.

Wie in Figur 5 dargestellt, weisen die Leitungsab- schnitte 21 eine Ader 22, zweckmäßig aus einem hochfle- xiblen Kupfergeflecht, auf. Ein Teflon-Schlauch 23 um- schließt die Ader 22 und bildet die elektrische Isolie- rung. Diese ist ihrerseits von einer Stützfeder 24 um- geben. Sie ist zweckmäßig als Spiralfeder aus Stahl ausgebildet. Die Enden der Stützfedern 24 dienen auch der Fixierung der beiden Leitungsabschnitte 21 auf den Trägerbauteilen 1, 4.