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Technisches
Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren
zum Ausrichten eines Spiralverdichters und detaillierter eine Technik,
die konfiguriert ist, um in der Lage zu sein, eine feststehende Spirale
und eine rotierende Spirale in kurzer Zeit und mit hoher Präzision auszurichten.
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Stand der Technik:
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Die
japanische Offenlegung Nr. 62-203901 (Stand der Technik 1) offenbart
ein Verfahren zum Ausrichten eines Spiralverdichters durch In-Eingriff-Bringen
einer festen Spirale und einer rotierenden Spirale miteinander zur
temporären
Positionierung, das eine Rotationsbewegung der rotierenden Spirale
relativ zur festen Spirale bei einer temporären Position durch Rotiermittel
der rotierenden Spirale ausführt,
die feste Spirale leicht in X- und Y-Richtungen durch ein Festspiralenbewegungsmittel
bzw. bewegliches Mittel bewegt, Positionen an + und – Seiten
detektiert, an welchen eine Spiralrollbandseitenfläche der
rotierenden Spirale in Kontakt mit einer Spiralrollbandseitenfläche der
festen Spirale in Kontakt ist, jeweils in X- und Y-Richtungen durch
Detektionsmittel der Rotierspiralenverschiebung, Detektionsdaten
in Berechnungssteuerungsmittel eingibt, einen Zwischenwert von Kontaktpositionsdaten
an jeder der + und – Seiten
berechnet und die feste Spirale durch Korrigieren von Positionen
der festen Spirale jeweils in den X- und Y-Richtungen auf Basis
des Berechnungsergebnisses positioniert.
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Weiterhin
schlägt
das japanische Patent Nr. 2811715 (Stand der Technik 2) ein Verfahren
vor zum Ausrichten eines Spiralverdichters durch In-Eingriff-Bringen
einer festen Spirale und einer rotierenden Spirale miteinander,
Drehen der rotierenden Spirale aufeinander folgend bei 0°, 90°, 180° und 270° mit einem
Lager der rotierenden Spirale, das in einem Zustand fixiert ist,
wo Zusammenfügungskontaktoberflächen der
festen Spirale und der rotierenden Spirale in Kontakt miteinander
sind, wobei die feste Spirale zu einem Drehzentrum hin bewegt wird, bis
die feste Spirale mit der rotierenden Spirale an jeder Drehposition
der rotierenden Spirale in Kontakt kommt, Bestimmen der X- und Y-Ordinaten,
wenn die feste Spirale in Kontakt mit der rotierenden Spirale kommt,
Bestimmen eines Zentrums einer Ordinate aus X- und Y-Ordinaten,
die bei jeder Drehposition detektiert werden, und Anpassen des Zentrums
als Zentrum, um die feste Spirale und die rotierende Spirale zu
positionieren.
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Hingegen
ist der oben beschriebene Stand der Technik 1 konfiguriert, um den
Spiralverdichter in den Zustand auszurichten, wo die feste Spirale
von der rotierenden Spirale ein wenig angehoben ist, wodurch der
Stand der Technik 1 einen Fehler involviert lassen kann, wenn die
feste Spirale abgesenkt wird und mit der rotierenden Spirale nach
Ausrichten zusammengesetzt wird.
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Weiterhin
erfordert der Stand der Technik 1 Zeit zur Ausrichtung, da Stand
der Technik 1 konfiguriert ist, um eine Feineinstellung vorzunehmen,
nachdem die feste Spirale leicht in die Richtungen der X- und der
Y-Achse zur temporären
Positionierung bewegt ist. Weiterhin kann der Stand der Technik
ungleichförmige
Lücken
an linken und rechten Seiten der Bänder verteilen, da dieser Stand
der Technik nicht die Positionierung der festen Spirale und der
rotierenden Spirale relativ zueinander in Drehrichtung berücksichtigt.
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Der
oben beschriebene Stand der Technik 2 erfordert auch Zeit zum Ausrichten,
da der Stand der Technik 2 Koordinatenachsen mit der festen Spirale und
der rotierenden Spirale, gestoppt bei Rotationswinkelintervallen
von 90° misst.
Weiterhin kann der Stand der Technik 2 ungleichförmige Lücken an linken und rechten
Seiten von Bändern
verteilen, da der Stand der Technik 2 nicht die Positionierung von
fester Spirale und rotierender Spirale relativ zueinander in Drehrichtung
wie Stand der Technik 1 berücksichtigt.
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US-Patent
Nr. 5,704,122 beschreibt ein Verfahren zum Ausrichten einer stationären Spirale durch
Drehen einer rotierenden Spirale und Messen der Bewegung der stationären Spirale
bei 0, 90, 180 und 270 Grad Rotation der Kurbelwelle in ähnlicher Weise
wie im Stand der Technik 2.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung ist in den anliegenden Ansprüchen beschrieben.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist es möglich,
einen Spiralverdichterabschnitt in kurzer Zeit mit hoher Präzision auszurichten,
einschließlich der
Positionierung einer festen Spirale und einer rotierenden Spirale
relativ zueinander in Drehrichtung. Demgemäß hat die vorliegende Erfindung
mehrere Merkmale, welche unten beschrieben sind.
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Vor
allem ergibt eine erste Erfindung eine Vorrichtung zur Ausrichtung
eines Spiralverdichters, umfassend: eine feststehende Spirale und
eine rotierende Spirale bestehend aus aufgerichteten spiralförmig gerollten
Bändern
jeweils angeordnet auf Basisplatten und die intern eine geschlossene
Verdichtungskammer bilden, indem die spiralförmig gerollten Bänder in
einander eingreifen; und einen Hauptrahmen aufweisend eine Antriebswelle
der rotierenden Spirale, wobei die rotierende Spirale so in dem Hauptrahmen
untergebracht ist, so daß sie
zur Ausführung
einer Rotationsbewegung mittels einer Kreuzgelenk-Kupplung bzw.
Oldham-Kupplung fähig ist,
dadurch gekennzeichnet, daß diese
Vorrichtung umfaßt:
Festspiralenbewegungsmittel,
einschließlich
eines optional X-Y-beweglichen Mittels, das beschränkt ist, in θ-Richtung
um eine Z-Achse herum zu rotieren und die feststehende Spirale so
haltert, daß diese
optional in Richtung einer X-Achse und einer Y-Achse bewegbar ist,
und X-Y-Bewegungsmittel zur Bewegung der feststehenden Spirale in
Richtung wenigstens der X-Achse und der Y-Achse mittels der optional X-Y-beweglicher
Mittel;
Rotationskompensationsmittel bzw. Drehkompensationsmittel
der rotierenden Spirale beinhaltend eine Hauptrahmenhalterung, die
auf eine Bewegung in Richtung der X-Achse und der Y-Achse beschränkt ist,
und die die rotierende Spirale so haltert, daß diese in der θ-Richtung
um die Z-Achse mittels des Hauptrahmens drehbar ist, und θ-Rotationsmittel,
um die Hauptrahmenhalterung in θ-Richtung
um die Z-Achse zu rotieren;
eine Kurbelwelle die an die Antriebswelle
gekoppelt ist und die rotierende Spirale antreibt;
Der feststehenden
Spirale zugeordnete Verschiebungserkennungsmittel, zur Erkennung
von Bewegungsverschiebungen der feststehenden Spirale in Richtung
der X-Achse und der Y-Achse verursacht durch die rotierende Bewegung
der rotierenden Spirale; und
Kontrollmittel zur Ausführung vorbestimmter
Berechnungen auf der Basis eines Detektionssignals des Verschiebungserkennungsmittels
der feststehenden Spirale, hierdurch kontrollierend die Drehkompensationsmittel
der rotierenden Spirale und die Bewegungsmittel der feststehenden
Spirale, wobei diese Vorrichtung durchführt:
Einen ersten Schritt
der Durchführung
einer Rotationskompensation, wenn die rotierende Spirale einer rotierenden
Bewegung verursacht durch die Kurbelwelle unterworfen ist, wobei
das Kontrollmittel die Drehkompensationsmittel der rotierenden Spirale
so kontrolliert, das eine Bewegungsverschiebung minimiert wird,
die von den Verschiebungserkennungsmittel erhalten wird, wenn der
Hauptrahmen mittels der θ-Rotationsmittel
gedreht wird, und
Nach dem ersten Schritt einen zweiten Schritt
der Durchführung
einer X-Y-Kompensation
bei dem die feststehende Spirale jeweils in die Richtungen der X-Achse und der Y-Achse
durch die X-Y-Bewegungsmitteln mittels den X-Y-Optional-Bewegungsmitteln bewegt
wird, zur Bestimmung eines Zwischenwertes einer Berührungsfreiheit,
mit einem Detektionssignal erhalten von den Verschiebungserkennungsmitteln, wenn
die feststehende Spirale durch die rotierende Spirale zurückgestoßen wird,
wodurch eine Position der feststehenden Spirale kompensiert wird.
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Die
Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung ist in der Lage, sowohl Ausrichtung in Richtung der Y-Achse
als auch der X-Achse (eine XY-Kompensierung)
und Ausrichtung der rotierenden Spirale und der festen Spirale relativ
zueinander in Drehrichtung, eine Drehkompensierung) gleichzeitig
mit einer hohen Präzision
zu handhaben.
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Wenn
die Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung weiterhin Festspiralhebel-Absenkungsmittel zum Bewegen der festen
Spirale in Richtung der Z-Achse umfasst, ist die Vorrichtung in
der Lage, eine Last der festen Spirale an der rotierenden Spirale
beim Zeitpunkt des Zusammensetzens des Spiralverdichters zusätzlich zur
XY-Kompensierung und Drehkompensierung zu kompensieren.
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Unter
einem bevorzugten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung umfassen
die XY-optional beweglichen Mittel eine erste Trägerplatte, die an einer Seite
der Festspiralbewegungsmittel angeordnet ist, eine zweite Trägerplatte
zum Tragen der festen Spirale und eine Zwischenplatte, angeordnet
zwischen den ersten und zweiten Trägerplatten, die erste Trägerplatte
ist mit der Zwischenplatte unter Verwendung eines Paars von ersten
Blattfedern gekoppelt, welche elastisch nur sowohl in Richtung der
X-Achse als auch der Y-Achse deformierbar sind und parallel zueinander
angeordnet sind, und die zweite Trägerplatte ist mit der Zwischenplatte
unter Verwendung eines Paars zweiter Blattfedern gekoppelt, welche elastisch
nur in die andere Richtung der X-Achse und der Y-Achse deformierbar
sind und parallel zueinander angeordnet sind.
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Die
Vorrichtung mit dieser Konfiguration ist in der Lage, optional die
Festspirale in Richtung der X-Achse und der Y-Achse zu bewegen,
während
sie die Festspirale beschränkt,
sich in θ-Richtung
zu drehen und die Festspirale in einen Anfangszustand zurückschiebt,
selbst wenn die Festspirale bewegt wird.
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Unter
einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung kann die
Vorrichtung eine Konfiguration haben, worin das optional XY-bewegliche Mittel
eine erste Trägerplatte,
angeordnet an der Seite der Festspiralbewegungsmittel, die zweite
Trägerplatte
zum Haltern der Festspirale und der Zwischenplatte, angeordnet zwischen
den ersten und zweiten Trägerplatten,
umfasst, die erste Trägerplatte
mit der Zwischenplatte unter Verwendung einer ersten Linearführung gekoppelt
ist, welche in die Richtung von einer entweder der X-Achse oder
Y-Achse gleiten kann, und die zweite Trägerplatte gekoppelt ist mit der
Zwischenplatte unter Verwendung einer zweiten Linearführung, welche
nur in die Richtung der anderen der X-Achse und der Y-Achse gleiten
kann. Als repräsentatives
Beispiel der Linearführung
kann eine Kombination einer Schlüsselfurche
und einer Führungsschiene
erwähnt
werden, welche in die Schlüsselfurche
eingreift.
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Als
Detektionsmittel zum Detektieren der Verschiebung der Festspirale
gibt es verschiedene Arten von Sensoren wie Kontakttyp, Kontaktlostyp oder
dergleichen und es ist insbesondere vorzuziehen, daß die Verschiebungsdetektionsmittel
aus dem Kontaktlostyp-Verschiebungssensor bestehen. Ein Abstandssensor
unter Verwendung eines Laserstrahls kann als Kontaktlostyp-Bewegungssensor
erwähnt
werden.
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Der
Abstandssensor ist in der Lage, akkurat eine Bewegung der Festspirale
zu messen, ohne eine externe Kraft auf die Festspirale anzuwenden. Die
Verschiebungsdetektionsmittel können
ein Beanspruchungssensor, befestigt an jeder oben beschriebenen
Blattfeder sein.
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Eine
zweite Erfindung der vorliegenden Erfindung ergibt dann ein Verfahren
zum Ausrichten eines Spiralverdichters, umfassend eine Festspirale und
eine Rotationsspirale, zusammengesetzt aus aufrechten gerollten
Spiralbändern,
jeweils an Basisplatten ausgebildet, und intern eine geschlossene Antriebskammer
durch In-Eingriff-Bringen
der Spiralwicklungen miteinander bildend und einem Hauptrahmen mit
einer Antriebswelle für
die rotierende Spirale, wobei die rotierende Spirale in dem Hauptrahmen
so gehaltert ist, daß sie
in der Lage ist, eine Rotationsbewegung auszuführen, dadurch gekennzeichnet,
daß
der
Hauptrahmen in einen Zustand gebracht wird, beschränkt auf
eine Bewegung in Richtung einer X-Achse und einer Y-Achse und eine
Rotation nur in θ-Richtung
um eine Z-Achse herum zugelassen wird, unter Verwendung von Drehkompensationsmitteln
der rotierenden Spirale beinhaltend eine Hauptrahmenhalterung zur
Halterung der rotierenden Spirale derart, daß sie in θ-Richtung um eine Z-Achse herum
drehbar ist, und θ-Rotationsmittel
zur Rotierung des Hauptrahmenhalters in θ-Richtung um die Z-Achse,
die
feststehende Spirale in einen Zustand gebracht wird, beschränkt darauf,
in θ-Richtung
um die Z-Achse zu rotieren, und optional darauf, in den Richtungen der
X-Achse und der Y-Achse bewegbar zu sein unter Verwendung von Bewegungsmitteln
der feststehenden Spirale beinhaltend X-Y-Bewegungsmittel zur Bewegung
der feststehenden Spirale in Richtung der X-Achse und der Y-Achse
mittels den X-Y-Optional-Bewegungsmittel, das optional in Richtung
der X-Achse und der Y-Achse bewegbar ist; woraufhin
der Hauptrahmen
in θ-Richtung
rotiert wird, während die
rotierende Spirale mittels der Antriebswelle rotiert wird und ein
Rotationswinkel des Hauptrahmens in der θ-Richtung so eingestellt wird, daß eine Bewegungsauslenkung
bzw. -verschiebung der feststehenden Spirale zu dieser Zeit minimiert
wird.
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Um
eine Kompensationsposition zu diesem Drehkompensierungszeitpunkt
zu bestimmen, wenn ein Rotationswinkel, der den Bewegungsverschiebungsbetrag
der Festspirale zur Rotationszeit des Hauptrahmens in positiver
Richtung minimiert, mit θ1 bezeichnet
wird und ein Rotationswinkel, welcher die Bewegungsverschiebung
der Festspirale zur Rotationszeit in negativer Richtung minimiert,
durch θ2
bezeichnet wird, durch Versetzen eines Rotationswinkels des Hauptrahmens
bei (θ1
+ θ2)/2,
es ist möglich,
eine Rotationsposition der Festspirale relativ zu jener der Rotationsspirale
zu bestimmen, an welcher eine höchste
Kompressionseffizienz bzw. Verdichtungseffizienz erhalten wird.
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Als
ein anderes Verfahren ist es möglich, eine
anfängliche
Verschiebung der Festspirale, hervorgerufen durch Drehen der Rotationsspirale,
mit W zu bezeichnen, einen Radius eines Basiskreises der Rotationsspirale
mit a zu bezeichnen, einen Drehkompensierungswinkel θb zu berechnen
durch eine Gleichung [{W/2a}/π] × 180°und einen Rotationswinkel
des Hauptrahmens in θ-Drehrichtung
des Drehkompensationswinkels θ einzustellen.
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Nachdem
der Rotationswinkel des Hauptrahmens in θ-Richtung (Drehkompensierung)
eingestellt worden ist, ist es möglich,
Maximalverschiebungen (Bänderspiele)
der Festspule in Richtungen der X-Achse und Y-Achse jeweils zu dem
Zeitpunkt zu erhalten, wenn die Festspule durch die Rotierspirale durch
Bewegung der Festspirale zu den Richtungen der X-Achse und Y-Achse
zurückgeschoben
wird, und es ist möglich,
die XY-Kompensierung in X- und Y-Richtungen
zusätzlich
zur Drehkompensierung durch Bewegen der Festspule in eine Zwischenposition
zwischen den Maximalverschiebungen auszuführen.
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Zusätzlich zur
Drehkompensation und XY-Kompensierung kann ein Fehler daran gehindert werden,
beim einem Zusammenbauzustand des Spiralverdichters durch Bewegen
der Festspirale in Richtung der Z-Achse und weiterhin Einstellen
einer Position der Festspirale in Richtung der Z-Achse involviert
zu werden, so daß eine
Last der Festspirale an die rotierende Spirale im Wesentlichen null
ist.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine Frontansicht, die eine Ausführung
einer Vorrichtung zum Ausrichten eines Spiralverdichters gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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2 ist
eine Perspektivansicht, die XY-optional bewegliche Mittel zeigt,
angewandt auf die oben beschriebene Ausführung;
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3 ist
eine Perspektivansicht zum beispielhaften Veranschaulichen einer
Modifikation der optional XY-beweglichen Mittel;
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4 ist
ein schematisches beschreibendes Diagramm des Bandspiels bzw. -freiraums
zwischen einer Festspirale und einer Rotationsspirale;
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5 ist
ein schematisches Diagramm, das einen relativen Optimumwinkel der
Festspirale relativ zur Rotationsspirale zeigt;
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6A und 6B sind
schematische beschreibende Diagramme eines Grunds für die Notwendigkeit
einer Drehkompensierung;
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7 ist
ein schematisches Diagramm, das einen Zustand zeigt, wo die rotierende
Spirale in θ-Richtung
bei einer Drehkompensationszeit gedreht wird;
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8 ist
ein schematisches beschreibendes Diagramm des relativen optimalen
Winkels;
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9A und 9B sind
schematisch beschreibende Diagramme einer relativen Beziehung zwischen
Antriebswelle und Rotationswelle der rotierenden Spirale;
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10A und 10B sind
schematische Diagramme, die einen Zustand zeigen, wo die Festspirale
in a – Δ-Richtung
bewegt wird, um die Bandspiele in Richtungen einer X-Achse und einer
Y-Achse zu bestimmen.
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11A und 11B sind
schematische Diagramme, die einen Zustand zeigen, wo die Festspirale
in a + Δ-Richtung
in den Richtungen der X-Achse und der Y-Achse von dem in 10A und 10B gezeigten
Zustand bewegt wird.
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12 ist
ein schematisches beschreibendes Diagramm von Bandspielpositionen
in den Richtungen der X- und Y-Achsen.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungen
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Eine
Ausführung
der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die anliegenden
Zeichnungen beschrieben. Bei der vorliegenden Erfindung wird ein Axialzentrum
der Antriebswelle einer Rotationsspirale als Ursprung eines XYZ-Koordinatensystems
genommen, eine Axialrichtung der Antriebswelle wird als Z-Achse
genommen, XY wird als ein optionales orthogonales Koordinatensystem
senkrecht zur Z-Achse genommen und eine Rotierungsrichtung um die
Z-Achse wird als θ genommen.
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Wie
in 1 gezeigt, umfasst eine Ausrichtvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden
Erfindung einen Basisständer 11,
welcher aus einem festen Plattenkörper aus Metall oder dergleichen
besteht, und einen L-förmigen
Trägerrahmen 12,
welcher senkrecht auf dem Basisständer 11 errichtet
ist. Angeordnet an einem vom oberen Abschnitt des invertierten L-förmigen Rahmens 12 vorstehenden
Teil ist ein festes bewegliches Spiralmittel 2 angebracht,
welches die Festspirale 31 des Spiralverdichters 3 trägt, so daß er beweglich
in Richtungen der X-Achse und der Y-Achse ist.
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Angeordnet
an einer Zwischenstufe 13 des Trägerrahmens 12 ist
ein Rotationsspiralendrehkompensationsmittel 4, welches
eine Seite eines Seitenrahmens 33 trägt von dem Spiralverdichter 3,
um in θ-Richtung
rotierbar zu sein. Weiterhin angeordnet an Basisständer 11 ist
ein Motor 6, welcher selektiv mit der Antriebswelle 5 einer
Rotationsspirale 32 mittels einer Spannvorrichtung 61 gekoppelt
ist.
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Angeordnet
an einer Seitenoberflächenwand des
Trägerrahmens 12 ist
ein Berechnungsmittel 8, welches Detektionsdaten von jedem
Detektionsmittel berechnet und ausgibt. Ein Armaturenbrett oder
dergleichen (nicht gezeigt) ist in den Berechnungsmitteln 8 so
angebracht, daß eine
Präzision,
eine Ausrichtzeit und dergleichen durch optionale Eingabe von Stellwerten
und dergleichen geregelt werden kann.
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In
dieser Ausführung
umfasst das Festspiralbewegungsmittel 2 Z-achsenbewegliche
Mittel 21, X-Y-bewegliche Mittel 22 und optional
X-Y-bewegliche Mittel 23 der Reihe nach von oben und ein
fester Abschnitt 24 einer Festspirale 31 ist an
einer Seite eines unteren Endes der optional X-Y-beweglichen Mittel 23 angeordnet.
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Bei
dem Festspiralenbewegungsmittel 2 ist die θ-Richtung
um die Z-Achse beschränkt
und die Festspirale 31 kann optional in Richtungen einer X-Achse
und einer Y-Achse bewegt werden.
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Das
Z-Achsenbewegungsmittel 21 ist sozusagen Hebe-Absenkungsmittel
zum Bewegen der Festspirale 31 in Auf- und Ab-Richtung
und ein Lastdetektionsmittel als Lastmeßdose (nicht gezeigt) ist innerhalb
oder außerhalb
der Z- Achsenbewegungsmittel
angeordnet. Das Z-Achsenbewegungsmittel 21 ist verbunden
mit dem Berechnungsmittel 8 durch eine Signalleitung 81 und
angetrieben durch ein Kommando von dem Berechnungsmittel 8.
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Das
XY-bewegliche Mittel 22 ist ein bewegliches Mittel, welches
beschränkt
ist in θ-Richtung um die Z-Achse
zu rotieren und die Festspirale 31 nur in die Richtungen
der X- und Y-Achsen bewegt. Der Antriebsmechanismus (nicht gezeigt)
ist in den XY-beweglichen Mitteln 22 eingebaut und angetrieben
mit einem Kontrollsignal, das von dem Berechnungsmittel 8 durch
eine Signalleitung 82 geliefert werden wird.
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Wie
in 2 gezeigt, umfasst das XY-optional bewegliche
Mittel 23 eine erste Trägerplatte 231, eine
zweite Trägerplatte
(festes Teil) 24 zum Tragen der Festspirale 31 und
eine Zwischenplatte 233, angeordnet zwischen der ersten
Trägerplatte 231 und der
zweiten Trägerplatte 24,
welche an einer Seite des Festspiralbewegungsmittels 2 angeordnet
ist.
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Die
erste Trägerplatte 231 ist
gekoppelt mit der Zwischenplatte 233 unter Verwendung eines Paars
von Blattfedern 232 und 232, welche elastisch nur
in Richtung der X-Achse deformierbar sind und parallel zueinander
angeordnet sind, und die Zwischenplatte 233 ist gekoppelt
mit der zweiten Trägerplatte 24 unter
Verwendung eines Paars von Blattfedern 234 und 234,
welche elastisch deformierbar nur in Richtung der Y-Achse sind und
parallel zueinander angeordnet sind.
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Als
Modifikationsbeispiel der XY-optional beweglichen Mittel 23 können Linearführungen,
welche in die Richtungen der X-Achse und der Y-Achse gleiten, wie
in 3 gezeigt zum Koppeln der ersten Trägerplatte 231 mit
dem Zwischenstück
und Koppeln der Zwischenplatte 233 mit der Zwischenplatte 233 mit
der zweiten Trägerplatte 24 angeordnet
werden.
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In
anderen Worten wird die erste Trägerplätte 231 mit
der Zwischenplatte 233 durch Ausbilden einer Schlüsselfurche 236 an
einer Seite der ersten Trägerplatte 231 und
Ausbilden einer Führungsschiene 237 in
Eingriff in einer Form mit der Schlüsselfurche 236 an
einer Seite der Zwischenplatte 233 ausgebildet.
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Ähnlich kann
die Zwischenplatte 233 mit der zweiten Trägerplatte 24 durch
Ausbilden eines Schlüssels 238 an
einer Seite einer Bodenoberfläche der
Zwischenplatte 233 und Ausbilden einer Führungsschiene 239 in
einer Form mit dem Schlüssel 238 an
einer Seite der zweiten Trägerplatte 24 abgestimmt
werden.
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Durch
nur einen in 1 gezeigten Verschiebungssensor 7 zum
Messen von Verschiebungen des befestigten Abschnitts (zweite Trägerplatten) 24 sind
an beiden Seitenflächen
des befestigten Abschnitts 24 in X- und Y-Richtungen jeweils
befestigt. Die Verschiebungssensoren 7 bzw. Bewegungsstörungssensoren
werden mit Berechnungsmitteln 8 durch eine Signalleitung 83 zum
Ausgeben von Detektionsdaten verbunden, die mit Bewegungssensoren 7 der
Berechnungsmittel 8 erhalten werden.
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Es
ist vorzuziehen, daß der
Bewegungssensor 7 ein Kontaktlostyp-Sensor ist und es kann
zum Beispiel erwähnt
werden ein Abstandssensor, welcher einen Abstand zu dem Festabschnitt 24 mit
einem Laser misst.
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Verwendbar
als andere Detektionsmittel sind Beanspruchungssensoren 235,
welche an Seitenflächen
der Blattfedern 232 und 234 des optional X-Y-beweglichen
Mittels 23 befestigt sind wie jene, die mit Bezug auf 2 zum
Messen von Beanspruchung beschrieben sind, die auf die Blattfedern 232 und 234 angewandt
wird, und dieser Aspekt ist auch in dem Rahmen der Erfindung umfasst.
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Der
Spiralverdichter 3 umfasst die Festspirale 31 und
die rotierende Spirale 32 mit Spiralbändern in Eingriff miteinander
und die rotierende Spirale 32 wird im Hauptrahmen 33 durch
eine rotationsverhindernde Oldham-Kupplung (nicht gezeigt) gehalten. Eine
Antriebswelle 5 läuft
durch den Hauptrahmen 33 und wird darin zum Kuppeln mit
der rotierenden Spirale 32 gehalten. Eine Kurbelwelle 51,
welche eine Rotationsbewegung der rotierenden Spirale 32 verursacht,
wird an einem Ende der Antriebswelle 5 angeordnet.
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Das
Rotationsspiralendrehkompensierungsmittel 4 umfasst eine
Hauptrahmenhalterung 42 zum Halten des Hauptrahmens 33 und θ-Rotationsmittel 41,
welches in der Lage ist, in dem Hauptrahmenhalterungsmittel 42 in
der θ-Richtung um die Z-Achse
zu rotieren.
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Das
Spiralendrehkompensationsmittel 4 ist eingeschränkt, sich
in Richtungen der X-Achse
und der Y-Achse zu bewegen und in der Lage, in θ-Richtung zu rotieren. Ein θ-Rotiermittel 41 ist
mit den Berechnungsmitteln 8 durch eine Signalleitung 84 verbunden
und mit einem Kommando angetrieben, das von dem Berechnungsmittel 8 ausgesandt
wird.
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Wenn
ein Abstand zwischen befestigten Spiralbändern 311 der Festspirale 31,
welche aneinander liegen, durch Lf bezeichnet und dann ein Rotationsbewegungsabstand
des Rotierspiralbands 321 der rotierenden Spirale 32 mit
Lo bezeichnet wird, wie in 4 gezeigt,
wird ein Lc-Wert als Lf – Lo
= Lc in einem Bandspiel bzw. -freiraum ausgedrückt und die Ausrichtvorrichtung
gemäß der vorliegenden
Erfindung richtet die feste Spirale 31 und die rotierende Spirale 32 so
aus, daß das
Bänderspiel
Lc geeignet ist.
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Die
Ausrichtung wird bei zwei unterteilten Schritten für die Drehkompensation
und die XY-Kompensation durchgeführt.
Zuerst wird die Drehkompensation zum Kompensieren eines Winkels
der Festspirale relativ zur rotierenden Spirale 32 durchgeführt. In
einem meist bevorzugten Zustand hat die Festspirale 31 einen
Winkel von 180° relativ
zur rotierenden Spirale 32 wie in 5 gezeigt.
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Wenn
ein relativer Winkel zwischen den Spiralen 31 und 32 von
180° relativ
wie in 6a gezeigt, abgeleitet wird,
beeinträchtigen
sich hingegen die Spiralen 31 und 32 gegenseitig
wie in 6B gezeigt, da die rotierende
Spirale rotierend sich bewegt und dabei ein Zentrum der Festspirale 31 rotiert.
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Bei
einer Bedingung, wo das X-Y-bewegliche Mittel 22 abgeschaltet
wird und die Festspirale 31 frei ist, in den Richtungen
der X-Achse und der Y-Achse sich durch optional X-Y-bewegliche Mittel 23 zu
bewegen, werden Verschiebungen X1 und Y1 der Festspirale 31 in
den Richtungen der X-Achse und der Y-Achse jeweils gemessen, während die
rotierende Spirale 32 durch den Motor 6 sich rotierend
dreht.
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Anfängliche
Verschiebungen zu diesem Zeitpunkt werden bezeichnet durch X1 und
Y1.
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Eine
Seite des Hauptrahmens 33 wird θ° in + Richtung rotiert wie in 7 gezeigt
durch das θ-Rotationsmittel 41 des
Rotierspiralendrehkompensationsmittels 4, wodurch ein Rotationsmittel θ1 bestimmt
wird, welches die Verschiebungen der Festspirale 31 in
den Richtungen der X-Achse und der Y-Achse minimiert.
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Die
Seite des Hauptrahmens 33 wird θ0 in Richtung der von der θ0 rotierten
Position dann in die +-Richtung rotiert, wobei ein Rotationswinkel θ2 bestimmt
wird, welcher Verschiebungen der Festspirale 31 in Richtungen
der X-Achse und Y-Achse zu diesem Zeitpunkt minimiert.
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8 ist
ein Graf, der eine Korrelation zwischen einem Rotationswinkel θ des Diagramms 33 und
einer Verschiebung der Festspirale 31 zeigt, welche zum
Zeitpunkt dieser Drehkompensierung erhalten werden. Die oben beschriebenen
Rotierwinkel θ1 und θ2 sind äußerste Punkte
eines Bereichs, in welchem die Bänder
nicht miteinander in X- und Y-Richtungen sich beeinträchtigten
und der Zwischenwert (θ1
+ θ2)/2
= θc wird
dadurch ein optimaler Drehkompensationswinkel.
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Diese
Reihe von Berechnungsverarbeitungen wird durch das Berechnungsmittel 8 durchgeführt und
das θ-Drehmittel 41 wird
auf eine θc-Drehposition
durch das Berechnungsmittel 8 geregelt, wobei eine relative
Drehkompensierungsarbeit zwischen der Festspirale 31 und
der rotierenden Spirale 32 beendet wird.
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Zusätzlich ist
es als anderes Drehkompensationsverfahren möglich, einen Drehkompensationswinkel θb aus einer
anfänglichen
Verschiebung W der Festspirale 31 pro Drehung der rotierenden
Spirale 32 zu bestimmen und einen Basiskreisradius einer
rotierenden Spirale 32.
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Das
heißt,
der Drehkompensationswinkel θb kann
durch eine Gleichung [{W/2a}/π] × 180° bestimmt
werden und eine Bewegungsverschiebung der Festspirale kann durch Einstellen
eines Drehwinkels des Hauptrahmens 33 für diesen Drehkompensationswinkel θb minimiert
werden.
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Ein
Bänderspiel
Lc zwischen dem Festspiralenband 311 und dem Rotationsspiralband 321 wird dann
bestimmt und die Festspirale wird zu einem Zwischenpunkt des Bänderspiels
Lc zum gleichmäßigen Verteilen
des Bänderspiels
an linken und rechten Seiten des Bandes als XY-Kompensation bewegt.
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Eine
umkreisende Welle 51, welche eine umkreisende Bewegung
der rotierenden Spirale 32 hervorruft, wird so angeordnet,
daß sie
exzentrisch für einen
Abstand Δr
von einem axialen Zentrum 5a der Antriebswelle 5 wie
in 9 gezeigt ist.
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Dementsprechend
dreht sich die umkreisende Welle 51 um das axiale Zentrum 5a der
Antriebswelle 5, während
sich die rotierende Spirale 32 wie in 9b gezeigt
dreht.
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Bei
der Bestimmung des Bänderspiels
Lc detektiert das Berechnungsmittel 8, ob die umkreisende Welle 51 an
einer positiven oder negativen Seite auf der XY-Koordinate angeordnet
ist, unter Verwendung eines Ursprungs des axialen Zentrums 5a der
Antriebswelle 5.
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Einen
Fall beschreibend, wo das Bänderspiel
Lc in Richtung der X-Achse zu bestimmen ist, wird das XY-bewegbare
Mittel 22 zuerst zu ΔX
so bewegt, daß die
Festspirale 31 der rotierenden Spirale 32 folgt,
welche an der A-X-Seite durch das X-Y-optional bewegbare Mittel 23 angeordnet
ist, wenn die umreisende Welle 51 auf der X-Seite von dem
axialen Zentrum 5a der Antriebswelle 5 wie in 10A gezeigt, bewegt wird.
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Zusätzlich nimmt
man an, daß in
dem Bewegungsabschnitt ΔX
des XY-beweglichen Mittels 22 einen größeren Wert als das Bänderspiel
Lc hat. Die Bewegung der XY-beweglichen
Mittel 22 zur X-Seite wird durch die XY-beweglichen Mittel 23 zugelassen.
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Wenn
die umkreisende Welle 51 sich zur +X-Seite, gesehen von
dem axialen Zentrum 5a der Antriebswelle 5 wie
in 10b gezeigt, bewegt, kommt das Festspiralenband 311 in
Kontakt mit dem Rotierspiralband 321, wobei die Festspirale 31 zurück in die
+X-Seite durch die rotierende Spirale 32 gedrückt wird.
Eine Verschiebung der +X-Seite wird von dem Verschiebungssensor 7 als
Maximum-Verschiebung
X1 gelesen.
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Wenn
die umkreisende Welle 51 auf die +X-Seite, gesehen vom
Axialzentrum 5a der Antriebswelle 5 wie in 11A gezeigt, bewegt wird, wird das XY-bewegliche
Mittel 22 um +ΔX
so bewegt, daß die
Festspule 31 der rotierenden Spule 32 folgt, die
an der +X-Seite durch das optional X-Y-bewegliche Mittel 32 angeordnet
ist.
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Wenn
die umkreisende Welle 51 auf die –X-Seite wie von dem axialen
Zentrum 5a des Antriebsmittels 5 gesehen, bewegt
wird, hiernach in 11b gezeigt, kommt das Festspiralenband 311 in Kontakt
mit dem Rotierspiralenband 321, wodurch die Festspirale 331 zurückgedrückt wird
an die X-Seite durch die rotierende Spirale 32. Eine Verschiebung an
der X-Seite durch den Verschiebungssensor 7 als Maximalverschiebung
X gelesen.
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12 ist
ein Graf, der Maximalverschiebungen der Festspirale 31 an
+ und – Richtungen zeigt,
wobei die Richtung der X-Achse als Abszisse genommen wird. Ein Abstand
zwischen X1 und X2 ist das Bänderspiel
Lc in diesem Graf und das Bänderspiel
Lc kann gleichmäßig zwischen
linken und rechten Seiten des Bandes durch Positionieren der Festspirale 31 bei
einern Zwischenwert (X1 + X2)/2 des Bänderspiels Lc verteilt werden.
In Richtung der X-Achse wird auch die XY-Kompensierung durch Ausführen ähnlicher
Vorgänge
vervollständigt.
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Die
vorliegende Erfindung ist detailliert mit Bezug auf einen spezifischen
Aspekt des Rahmens der vorliegenden Erfindung wie in den Ansprüchen beschrieben,
dargelegt, um Modifikationen und Veränderungen und äquivalente
Techniken zu umfassen, welche leicht von Fachleuten gemacht werden können, die
den Inhalt der obigen Beschreibung verstanden haben.
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Wie
oben beschrieben, macht es die vorliegende Erfindung möglich, eine
Ausrichtung eines Spiralverdichters in kurzer Zeit und mit einer
hohen Präzision
einschließlich
Positionierung einer Festspirale und einer rotierenden Spirale relativ
zueinander in Drehrichtung auszuführen.