DE3506063A1

DE3506063A1 - Fluidverdichter mit einer einrichtung zum erfassen der drehzahl

Info

Publication number: DE3506063A1
Application number: DE19853506063
Authority: DE
Inventors: Minoru Honjo Saitama Ito
Original assignee: Sanden Corp
Current assignee: Sanden Corp
Priority date: 1984-02-24
Filing date: 1985-02-21
Publication date: 1985-08-29
Anticipated expiration: 2005-02-22
Also published as: GB8504623D0; GB2156906A; SE8500880L; DE3506063C2; CA1259972A; SE459754B; IT8519610A0; AU3899885A; JPS60178985A; SE8500880D0; IT1183405B; FR2560299A1; FR2560299B1; GB2156906B

Description

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Fluidverdichter mit einer Einrichtung zum Erfassen der Drehzahl

BESCHREIBUNG

Die Erfindung bezieht sich auf einen Verdichter für eine Fahrzeug-Klimaanlage mit einer Einrichtung zur Erfassung der Drehzahl .

Bei einem Fahrzeug-Klimaanlagenverdichter sollte, wenn dessen Drehung durch Blockieren angehalten wird, z.B. durch Umwikkeln, die Verbindung zwischen der Antriebsquelle und dem Verdichter schnell aufgetrennt werden. Wenn der Verdichter, ein Wechselstromgenerator und andere Ausrüstung zusammen von einem V-förmigen Riemen angetrieben werden, ist es notwendig, daß die Bewegung der anderen Ausrüstung nicht von dem Anhalten des Verdichters betroffen ist. Aufgrund dieser Notwendigkeit müssen Drehzahlerfassungseinrichtungen mit dem Fahrzeugverdichter gekoppelt sein.

Es ist allgemein bekannt, daß es verschiedene Typen von Dreh-Zahlerfassungseinrichtungen zur Benutzung in einem Verdichter gibt, z.B. mechanische Typen, Generatortypen, elektromagnetische Induktionstypen usw. Diese typischen Drehzahlerfassungseinrichtungen sind entweder vor der Kupplung plaziert oder ragen am hinteren Teil des Verdichters heraus, wodurch der für den Verdichter notwendige Raum vergrößert wird. Da aber der zur Verfugung stehende Raum für eine Fahrzeug-Klimaanlage begrenzt ist, ist es schwierig, eine solche Drehzahlerfassungseinrichtung anzubringen.

Weiterhin wird ein neues Verfahren zur Erfassung der Drehzahl bei Verdichtern des Typs, bei denen eine Hauptwelle nicht durch die rückwärtige Seite des Verdichtergehäuses paßt, benötigt. Z.B. ragt bei einem Spiralverdichter die Hauptwelle nicht durch die rückwärtige Seite des Verdichtergehäuses, so daß die Drehzahl eines solchen Verdichters nicht an dem rückwärtigen Ende der Welle, das innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, erfaßt werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Verdichter mit einer Einrichtung zur Erfassung der Drehzahl, die innerhalb des Verdichters angebracht ist, so vorzusehen, daß die Abmessungen des Verdichters nicht vergrößert werden.

Die Erfindung richtet sich auf einen Fluidverdichter. Der Verdichter weist ein Gehäuse, eine Hauptantriebswelle, die drehbar in dem Gehäuse gelagert ist, und eine elektromagnetische Kupplung, die an dem Verdichtergehäuse zur wahlweisen Kopplung der Hauptantriebswelle mit einer externen Antriebsquelle, befestigt ist, auf. Ein Verdichterelement ist antriebsmäßig mit der Hauptantriebswelle gekoppelt, und ein asymmetrisches Drehteil ist in dem Gehäuse angeordnet und mit der Hauptantriebswelle für rotierende Bewegung und zur Aufnahme des magnetischen Flusses, der von der elektromagnetischen Kupplung gestreut wird, über die Hauptantriebswelle gekoppelt. Eine Erfassungseinrichtung erfaßt die Anzahl der Umdrehungen des Verdichterelements. Die Erfassungseinrichtung weist einen magnetischen Aufnehmer, der mit dem Gehäuse verbunden ist, auf und hat einen Teil, der benachbart dem Rotationsmittelpunkt des asymmetrischen Drehteils zur Aufnahme der Variationen des magnetischen Flusses, wenn das asymmetrisehe Drehteil an dem magnetischen Aufnehmer vorbeigedreht wird, angebracht ist.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Spiralverdichters einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine Schnittansicht eines magnetischen Aufnehmers, der in der Ausführungsform der Erfindung verwendet wird;

Fig. 3 eine Ansicht eines asymmetrischen Rotors und eines magnetischen Aufnehmers, die den elektromagneti

schen Induktionsbetrieb der Erfindung darstellt;

Fig. 4 eine Ansicht der Spannungsänderung, die in dem magnetischen Aufnehmer in Fig. 3 hervorgerufen wird;

Fig. 5 eine Schnittansicht eines Verdichters einer anderen Ausführungsform der Erfindung.

Bezogen auf die Zeichnungen wird in Fig. 1 ein Spiralverdichter mit einem Gehäuse 1, das eine Frontplatte 11 und einen becherförmigen Teil 12 aufweist, gezeigt. Eine Bohrung 111 ist in der Frontplatte 11 eingebracht und eine Hauptantriebswelle 2 ragt in die Bohrung 111, ein Scheibenrotor 21 ist an dem inneren Ende der Hauptantriebswelle 2 befestigt und drehbar durch ein Lager 13 in der Bohrung 111 gelagert.

Die Frontplatte 11 besitzt eine Hülse 14, die von dieser

herausragt und die Hauptantriebswelle 2 umgibt. Ein Lager 15

ist in dem vorderen Ende der Hülse 14 zur drehbaren Lagerung der Hauptantriebswelle 2 angebracht.

Ein Kupplungsrotor 31 ist drehbar durch ein Lager 16 gelagert und ein Elektromagnet 32 ist an der äußeren Oberfläche der Hülse 14 befestigt. Eine Ankerplatte 33 ist elastisch an dem Ende der Hauptantriebswelle 2, das aus der Hülse 14 herausragt, gelagert. Eine elektromagnetische Kupplung weist somit einen Kupplungsrotor 31, einen Elektromagneten 32 und eine Ankerplatte 33 auf. Die Drehbewegung von der äußeren Antriebswelle (z.B. ein Fahrzeugmotor) wird über die elektromagnetische Kupplung auf die Hauptantriebswelle 2 übertragen. Insbesondere wird die Drehbewegung von der äußeren Antriebsquelle über einen Riemen auf den Kupplungsrotor 31 übertragen; und danach wird, wenn die Ankerplatte 33 mit dem Kupplungsrotor 31 durch Anschalten einer elektrischen Spannung an den Elektromagneten 32 verbunden wird, die Drehbewegung von dem Kupplungsrotor 31 zu der Ankerplatte 33 und von dort zu der Hauptantriebswelle 2 übertragen.

Die Öffnung des becherförmigen Teils 12 wird durch die Frontplatte 11 abgeschlossen. Eine umlaufende Spirale 24 ist drehbar über ein Lager 23 an einer Antriebsscheibe 22, die exzentrisch mit der inneren Oberfläche des Scheibenrotors 21 verbunden ist, gelagert. Eine feste Spirale 25 paßt in die umlaufende Spirale 24, und die Endplatte der festen Spirale 25 ist an dem becherförmigen Teil 12 befestigt. Eine rotationsverhindernde Einrichtung, die die Drehung der umlaufenden Spirale 24 verhindert, weist einen festen Ring 112, einen umlaufenden Ring 113 und Kugeln 114 auf. Der feste Ring 112 ist an der Frontplatte 11 befestigt, und der umlaufende Ring 113 ist an der Endplatte der umlaufenden Spirale 24 befestigt und liegt dem festen Ring 112 gegenüber. Die Kugeln 114 sind zwischen den beiden Ringen angeordnet und werden in Kugelaufnahmelöchern eines jeden Ringes gehalten.

Das Fluid, das in die Saugöffnung 4 eintritt, wird in einen geschlossenen Raum gebracht, der von der umlaufenden Spiral ο

24 und der festen Spirale 25 gebildet wird, allmählich verdichtet, zu dem Mittelpunkt der beiden Spiralen durch die umlaufende Bewegung der umlaufenden Spirale 24 hin bewegt, aus der Ausgangsöffnung 51 zu der Ausströmkammer 5 hin ausgeströmt und über die Ausströmöffnung 6 dem Kreislauf zugeführt .

Ein halbscheibenförmiges Gegengewicht 26, das aus einer magnetischen Substanz gebildet ist, ist mit der Antriebseinrichtung an einer Stelle zwischen dem Scheibenrotor 21 und der Antriebsscheibe 22 verbunden, insbesondere ist das Gegengewicht 26 an der Antriebsscheibe 22 angebracht.

Bezogen auf Fig. 2 ist der Aufbau eines magnetischen Aufnehmers 7 gemäß der Erfindung gezeigt. Der magnetische Aufnehmer 7 besitzt eine Spule 73, die in einem Kern 72 gehalten wird. Ein Eisenkern 71 ist durch die Mitte des Kerns 72 eingefügt. Die Spule 73 ist auf dem Kern 72 aufgebracht, und der Kern 72 ist auf dem Eisenkern 71 durch Epoxydharz 74 angebracht. Der magnetische Aufnehmer 7 ist in das Durchgangsloch durch die Frontplatte 11 in Richtung des Pfeiles in Fig. 2 eingefügt. Das Durchgangsloch ist in der Frontplatte 11 vorgeformt. Das entfernte Ende des Eisenkerns 71 ist so geformt, daß es im wesentlichen der inneren Oberfläche der Frontplatte 11, mit der es abschließt, angepaßt ist.

Bezogen auf Fig. 3 wird im folgenden der Betrieb der Drehzahlerfassungseinrichtung erklärt:

Wenn der Elektromagnet 32 durch eine elektrische Spannung angeschaltet wird, wird die Hauptantriebswelle 2 durch die Streuung des magnetischen Flusses magnetisiert, und das halbscheibenförmige Gegengewicht 26 wird ebenfalls magnetisiert. Obwohl das Gegengewicht 26 sich mit der Drehung der Antriebs-

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scheibe 22 bewegt, ist die Bewegung des Gegengewichts 26 dieselbe wie die Drehbewegung um das Zentrum 28 der Hauptwelle 12, da die Antriebsscheibe 22 exzentrisch mit der Hauptantriebswelle 2 über einen Mitnehmerdorn gekoppelt ist. Der Mitnehmerdorn 22 ist mit der umlaufenden Spirale 24 auf eine solche Weise gekoppelt, daß jede Drehung der Antriebsscheibe 22/Gegengewicht 26 einen vollständigen Umlauf der umlaufenden Spirale 24 zur Folge hat. Das entfernte Ende des magnetischen Aufnehmers 7 ist benachbart dem Gegengewicht 26 und gegenüber dessen Rotationszentrum angeordnet, d.h. benachbart dem äußersten Bereich, in dem sich das Gegengewicht 26 dreht.

Der magnetische Fluß (0), der durch den magnetischen Aufnehmer 7 fließt, hat, da das halbscheibenförmige Gegengewicht 26 magnetisiert ist, einen hohen Pegel, wenn der A-B-A¹-Teil des halbscheibenförmigen Gegengewichts 26 in die Nähe des magnetischen Aufnehmers 7 kommt, und hat einen niedrigen Pegel, wenn dieser Teil sich nicht in der Nähe des magnetischen Aufnehmers 7 befindet. Folglich ändert sich der magnetische Fluß, der durch den magnetischen Aufnehmer 7 fließt, durch die Rotation des halbscheibenförmigen Gegengewichts 26, und die Spannung, die durch die folgende Formel (l) ausgedrückt wird, wird in dem magnetischen Aufnehmer 7 durch elektromagnetische Induktion erzeugt.

d 0
e = - (1)

d t

Wenn das halbscheibenförmige Gegengewicht 26, das in Fig. 3 gezeigt ist, sich in Pfeilrichtung dreht, wird der magnetische Fluß (0), der durch den magnetischen Aufnehmer 7 fließt, reduziert, wenn der Punkt A¹ an dem Aufnehmer 7 vorbeikommt, und eine positive Spannung wird gemäß Formel (1) in dem mag-

netischen Aufnehmer 7 erzeugt. Auf ähnliche Weise wird eine negative Spannung in dem Aufnehmer 7 erzeugt, wenn der Punkt A an diesem vorbeikommt. Dies bedeutet, jedesmal, wenn das halbscheibenförmige Gegengewicht 26 eine Umdrehung durchgeführt hat, wird ein Puls einer positiven Spannung und ein Puls einer negativen Spannung, wie in Fig. 4 gezeigt, in dem magnetischen Aufnehmer 7 erzeugt. Demgemäß kann, wenn die Anzahl der Pulse gemessen wird, die Verdichterdrehzahl erfaßt werden. Aufgrund seiner Halbscheibenform wirkt das Gegengewicht 26 als asymmetrisches Drehteil, das elektrische Impulse in dem Aufnehmer 7 erzeugt, die in Beziehung zu der Rotation/ Umlaufen der Spirale 24 des Verdichterelementes gesetzt werden.

Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der der magnetische Aufnehmer 7 in dem Taumelscheibenverdichter eingeschlossen ist. Ein Exzenterrotor 8, dessen eine Oberfläche geneigt ist, wird durch die Rotation der Hauptantriebswelle 2 gedreht. Ein Kolben 10 wird mit dem Taumeln einer Taumelscheibe 9, die mit der geneigten Ebene des Exzenterrotors 8 verbunden ist, auf- und abbewegt.

Ein Vorsprung 81 ragt radial aus dem äußeren Umfang des Exzenterrotors 8 heraus. Der Vorsprung 81 erstreckt sich um einen Teil des Umfanges des Exzenterrotors 8, so daß dieser Endpunkte aufweist, die ähnlich den Endpunkte A und A¹ des Gegengewichtes 26 sind. Der Exzenterrotor 8 ist somit asymmetrisch und arbeitet als ein asymmetrisches Drehteil, so daß der magnetische Fluß, der von dem Aufnehmer 7 aufgenommen wird, auf die gleiche Weise während der Drehung des Exzenterrotors 8 variiert, wie während der Drehung des Gegengewichts

26. Selbstverständlich ergibt sich der magnetische Fluß in dem Exzenterrotor 8 aus der Streuung des magnetischen Flusses, wenn der Elektromagnet 32 angeschaltet ist. Die Drehung

des Verdichterantriebs ist bei dieser Ausführungsform somit auf eine Weise erfaßt, die ähnlich der der ersten Ausführungsform ist, bei der ein magnetischer Aufnehmer benachbart dem rotierenden asymmetrischen Teil in dem Verdichtergehäuse angeordnet ist.

Wie oben erwähnt, ist der Fluidverdichter gemäß der Erfindung mit einem asymmetrischen rotierenden Teil ausgerüstet, das im wesentlichen durch eine elektromagnetische Kupplung magnetisiert wird, und ein magnetischer Aufnehmer ist benachbart dem Rotationszentrum des asymmetrischen Rotationsteils in dem Verdichtergehäuse angeordnet. Der magnetische Fluß, der durch den magnetischen Aufnehmer fließt, wird durch die grundsätzliche Änderung der Entfernung zwischen den Teilen des asymmetrischen Teils und des magnetischen Aufnehmers geändert. Die Drehung des Verdichterelements des Verdichters kann somit durch Messen der Spannung, die von dem magnetischen Aufnehmer erzeugt wird, erfaßt werden. Somit ist ein großer Raum für einen Sensor in dem Verdichter nicht erforderlich, und er ist einfach in einem Fahrzeug anzubringen. Die Drehzahl des Verdichters kann sehr präzise erfaßt werden, da die Anzahl der Ausgangspulse, die von dem magnetischen Aufnehmer erzeugt werden, der Rotation der Hauptwelle entspricht.

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Claims

pn PATENTANWALT DIPL.-PHYS. LUTZ H. PRÜFER · D-8OOO MÜNCHEN AG 56-3362 P/Ka/so Sanden Corporation, Isesaki/Japan Fluidverdichter mit einer Einrichtung zum Erfassen der Drehzahl PATENTANSPRÜCHE

1. Fluidverdichter mit einem Gehäuse, einer Hauptantriebswelle, die drehbar in dem Gehäuse gelagert ist, einer elektro magnetischen Kupplung, die an dem Verdichtergehäuse zum wahlweisen Koppeln der Hauptantriebswelle mit der externen Antriebswelle befestigt ist, einem Verdichterelement, das antriebsmäßig mit der Hauptantriebswelle gekoppelt ist, gegennzeichnet durch ein asymmetrisches Drehteil, das in dem Gehäuse angeordnet ist und mit der Hauptantriebswelle drehbar und zur Aufnahme des magnetischen Flusses, der von der elektromagnetischen Kupplung über die Antriebswelle gestreut wird, gekoppelt ist und eine Erfassungseinrichtung zur Erfassung der Drehzahl des Verdichterelementes, wobei die Erfas-

PATENTANWALT DIPL.-PHYS. LUTZ H. PRÜFER ■ D-8000 MÜNCHEN 90 HARTHAUSER STR. 25d · TEL. (O 89) 640 640 f

sungseinrichtung einen magnetischen Aufnehmer, der mit dem Gehäuse verbunden ist und einen Teil besitzt, der benachbart dem Rotationszentrum des asymmetrischen Rotationsteils zur Aufnahme der Variation des magnetischen Flusses, wenn das asymmetrische Drehteil sich an dem magnetischen Aufnehmer vorbeidreht, angeordnet ist, aufweist.

2. Fluidverdichter nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß das asymmetrische Drehteil ein Gegengewicht zum Ausbalancieren der Zentrifugalkraft der dre henden Teile des Verdichters ist.

3. Fluidverdichter nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet, daß der Verdichter ein Spiralverdich ter ist.

4. Fluidverdichter nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß das asymmetrische Drehteil ein Exzenterrotor ist.

5. Fluidverdichter nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, daß der Verdichter ein Taumelscheibenverdichter ist.

6. Fluidverdichter mit einem Verdichterelement, das in einem Verdichtergehäuse angeordnet ist, und von der Drehbewegung einer Hauptantriebswelle, die wahlweise an eine externe Antriebsquelle über eine elektromagnetische Kupplung angekoppelt ist, angetrieben wird, und einem asymmetrischen Drehteil, das in dem Gehäuse angeordnet ist und mit der Hauptantriebswelle verbunden ist und den magnetischen Fluß, der von der elektromagnetischen Kupplung über die Hauptantriebswelle gestreut wird, aufnimmt,
gekennzeichnet durch eine Erfassungseinrichtung, die zumin-

dest teilweise in dem Verdichtergehäuse zur Erfassung der Drehzahl des Verdichterelementes angeordnet ist, wobei die Erfassungseinrichtung einen magnetischen Aufnehmer, der mit dem Gehäuse verbunden ist und einen Teil besitzt, der benachbart dem Rotationszentrum des asymmetrischen Rotationsteils zum Erfassen der Vatiation des magnetischen Flusses, wenn das asymmetrische Drehteil an dem magnetischen Aufnehmer vorbeigedreht wird, angeordnet ist, aufweist.