ES2237533T3 - Dispositivo y procedimiento de alineamiento de un compresor de espirales. - Google Patents
Dispositivo y procedimiento de alineamiento de un compresor de espirales.Info
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Abstract
Un aparato para alinear un compresor de espirales, incluyendo: una espiral fija (31) y una espiral orbitante (32) compuestas de arrollamientos en espiral erguidos formados en chapas base, respectivamente, y formando internamente una cámara de accionamiento cerrada poniendo los arrollamientos en espiral en engrane entre sí; y un bastidor principal (33) que tiene un eje de accionamiento (5) de dicha espiral orbitante (32), estando alojada dicha espiral orbitante (32) en dicho bastidor principal (33) de manera que sea capaz de realizar un movimiento orbital por medio de un acoplamiento Oldham.
Description
Dispositivo y procedimiento de alineamiento de un
compresor de espirales.
La presente invención se refiere a un aparato y
un método para alinear un compresor de espirales, y con más detalle
a una técnica configurada para poder alinear una espiral fija y una
espiral orbitante en un tiempo corto y con alta precisión.
La Patente japonesa publicada número
62-203901 (técnica anterior 1) describe un método
para alinear un compresor de espirales poniendo una espiral fija y
una espiral orbitante en engrane entre sí para colocación temporal,
realizando un movimiento orbital de la espiral orbitante con
relación a la espiral fija en una posición temporal por medios
orbitantes de espiral orbitante, moviendo ligeramente la espiral
fija en las direcciones X e Y por unos medios móviles de espiral
fija, detectando las posiciones en los lados + y - en las que una
superficie lateral de arrollamiento en espiral de la espiral
orbitante está en contacto con una superficie lateral de
arrollamiento en espiral de la espiral fija en las direcciones X e
Y respectivamente por medios detectores de desplazamiento de
espiral orbitante, introduciendo la fecha de detección en medios de
control de cálculo, calculando un valor intermedio de los datos de
posiciones de contacto en cada uno de los lados + y - y colocando la
espiral fija corrigiendo posiciones de la espiral fija en las
direcciones X e Y respectivamente en base al resultado del
cálculo.
Además, la Patente japonesa número 2811715
(técnica anterior 2) propone un método para alinear un compresor de
espirales poniendo una espiral fija y una espiral orbitante en
engrane entre sí, girando la espiral orbitante consecutivamente a
0º, 90º, 180º y 270º con un cojinete de la espiral orbitante fijado
en una condición donde unas superficies de contacto de montaje de la
espiral fija y la espiral orbitante están en contacto entre sí,
moviendo la espiral fija hacia un centro de giro hasta que la
espiral fija entra en contacto con la espiral orbitante en cada
posición de revolución de la espiral orbitante, determinando las
ordenadas X e Y cuando la espiral fija entra en contacto con la
espiral orbitante, determinando un centro de una ordenada a partir
de las ordenadas X e Y detectadas en cada posición de revolución, y
adoptando el centro como un centro para colocar la espiral fija y
la espiral orbitante.
Sin embargo, la técnica anterior antes descrita 1
está configurada con el fin de alinear el compresor de espirales en
la condición donde la espiral fija está un poco elevada de la
espiral orbitante, por lo que la técnica anterior 1 puede implicar
un error cuando la espiral fija se baja y monta con la espiral
orbitante después de la alineación.
Además, la técnica anterior 1 requiere un tiempo
para la alineación puesto que la técnica anterior 1 está
configurada para realizar un ajuste fino después de que la espiral
fija es movida ligeramente en las direcciones del eje X y el eje Y
para la colocación temporal. Además, la técnica anterior 1 puede
distribuir intervalos no uniformes en lados izquierdo y derecho de
los arrollamientos puesto que esta técnica no toma en consideración
la colocación de la espiral fija y la espiral orbitante una con
relación a otra en una dirección de giro.
La técnica anterior antes descrita 2 también
requiere un tiempo para la alineación puesto que la técnica
anterior 2 mide ejes de coordenadas con la espiral fija y la
espiral orbitante paradas a intervalos de ángulo orbitales de 90º.
Además, la técnica anterior 2 puede distribuir intervalos no
uniformes en el lado izquierdo y derecho de arrollamientos puesto
que la técnica anterior 2 no toma en consideración la colocación de
la espiral fija y la espiral orbitante una con relación a otra en
una dirección de giro como la técnica anterior 1.
La Patente de Estados Unidos número 5.704.122
describe un método para alinear una espiral estacionaria girando una
espiral orbitante y midiendo el desplazamiento de la espiral
estacionaria a 0, 90, 180 y 270 grados de rotación del cigüeñal de
forma parecida a la técnica anterior 2.
La presente invención se describe en las
reivindicaciones anexas.
Según la presente invención, es posible alinear
una sección de compresión de espiral en un tiempo corto y con alta
precisión incluyendo la colocación de una espiral fija y una
espiral orbitante una con relación a otra en una dirección de giro.
Por consiguiente, la presente invención tiene varias características
que se describen a continuación.
Ante todo, una primera invención proporciona un
aparato para alinear un compresor de espirales, incluyendo: una
espiral fija y una espiral orbitante compuestas de arrollamientos
en espiral erguidos formados en chapas base respectivamente y
formando internamente una cámara de accionamiento cerrada poniendo
los arrollamientos en espiral en engrane entre sí; y un bastidor
principal que tiene un eje de accionamiento de dicha espiral
orbitante, estando alojada dicha espiral orbitante en dicho
bastidor principal de manera que sea capaz de realizar un
movimiento orbital por medio de un acoplamiento Oldham,
caracterizado porque dicho aparato incluye:
medios móviles de espiral fija incluyendo medios
opcionalmente móviles en X-Y cuya rotación está
limitada en una dirección \theta alrededor de un eje Z y soporta
dicha espiral fija de manera que se pueda mover opcionalmente en las
direcciones de un eje X y un eje Y, y medios móviles en
X-Y para mover dicha espiral fija al menos en las
direcciones del eje X y el eje Y por medio de dichos medios
opcionalmente móviles en X-Y;
medios de compensación de revolución de espiral
orbitante incluyendo un soporte de bastidor principal cuyo
desplazamiento está limitado en las direcciones del eje X y el eje
Y y soporta dicha espiral orbitante de manera que pueda girar en la
dirección \theta alrededor del eje Z por medio de dicho bastidor
principal, y medios de rotación \theta para girar dicho soporte
de bastidor principal en la dirección \theta alrededor del eje
Z;
un cigüeñal que se acopla con dicho eje de
accionamiento y mueve dicha espiral orbitante;
medios detectores de desplazamiento de espiral
fija para detectar los desplazamientos de dicha espiral fija en las
direcciones del eje X y el eje Y producidos debido al movimiento
orbital de dicha espiral orbitante; y
medios de control para llevar a cabo cálculos
predeterminados en base a una señal de detección procedente de
dichos medios detectores de desplazamiento de espiral fija,
controlando por ello dichos medios de compensación de revolución de
espiral orbitante y dichos medios móviles de espiral fija, donde
dicho aparato implementa:
un primer paso de realizar una compensación de
revolución donde, con dicha espiral orbitante sometida a un
movimiento orbital producido por dicho cigüeñal, dichos medios de
control controlan dichos medios de compensación de revolución de
espiral orbitante para minimizar un desplazamiento obtenido de
dichos medios detectores de desplazamiento cuando dicho bastidor
principal es girado por dichos medios de rotación \theta, y
un segundo paso de realizar, después de dicho
primer paso, una compensación X-Y donde dicha
espiral fija se desplaza en las direcciones del eje X y el eje Y
respectivamente por dichos medios móviles en X-Y por
medio de dichos medios opcionalmente móviles en X-Y
para determinar un valor intermedio de una holgura de arrollamiento
con una señal de detección obtenida de dichos medios detectores de
desplazamiento cuando dicha espiral fija es empujada de nuevo por
dicha espiral orbitante compensando por ello una posición de dicha
espiral fija.
El aparato según la presente invención es capaz
de administrar la alineación en las direcciones del eje X y el eje
Y (una compensación XY) y la alineación de la espiral orbitante y
la espiral fija una con relación a otra en una dirección de giro
(una compensación de revolución) al mismo tiempo y con alta
precisión.
Cuando el aparato según la presente invención
incluye además medios de subida-bajada de espiral
fija para mover la espiral fija en la dirección del eje Z, el
aparato es capaz de compensar una carga de la espiral fija en la
espiral orbitante en un tiempo de montaje de un compresor de
espirales además de la compensación XY y la compensación de
revolución.
En un aspecto preferible de la presente
invención, los medios opcionalmente móviles en X-Y
incluyen una primera chapa de soporte dispuesta en un lado de los
medios móviles de espiral fija, una segunda chapa de soporte para
soportar la espiral fija y una chapa intermedia dispuesta entre las
chapas de soporte primera y segunda, la primera chapa de soporte se
acopla con la chapa intermedia usando un par de primeros resortes
de lámina que son elásticamente deformables solamente en la
dirección del eje X y el eje Y y están dispuestos en paralelo entre
sí, y la segunda chapa de soporte se acopla con la chapa intermedia
usando un par de segundos resortes de lámina que son elásticamente
deformables solamente en la otra dirección del eje X y el eje Y y
están dispuestos en paralelo entre sí.
El aparato que tiene esta configuración es capaz
de mover opcionalmente la espiral fija en la dirección del eje X y
el eje Y a la vez que limita el giro de la espiral fija en la
dirección \theta, y empujando de nuevo la espiral fija a una
condición inicial incluso cuando se desplaza la espiral fija.
En otro aspecto de la presente invención, el
aparato puede tener una configuración donde los medios
opcionalmente móviles en X-Y incluyen la primera
chapa de soporte dispuesta en el lado de los medios móviles de
espiral fija, la segunda chapa de soporte para soportar la espiral
fija y la chapa intermedia dispuesta entre las chapas de soporte
primera y segunda, la primera chapa de soporte se acopla con la
chapa intermedia usando una primera guía lineal que puede deslizar
en la dirección de una de la dirección X y el eje Y, y la segunda
chapa de soporte se acopla con la chapa intermedia usando una
segunda guía lineal que puede deslizar solamente en la dirección del
otro del eje X y el eje Y. Como un ejemplo representativo de la
guía lineal, se puede mencionar una combinación de una chaveta y un
carril de guía que engancha con la chaveta.
Como medios detectores para detectar un
desplazamiento de la espiral fija, hay varios tipos de sensores tal
como del tipo de contacto, del tipo sin contacto o análogos, y es
preferible en particular que los medios detectores de
desplazamiento consten del sensor de desplazamiento del tipo sin
contacto. Un sensor de distancia usando un haz láser se puede
mencionar como el sensor de desplazamiento del tipo sin
contacto.
El sensor de distancia es capaz de medir
exactamente un desplazamiento de la espiral fija sin aplicar una
fuerza externa a la espiral fija. Los medios detectores de
desplazamiento pueden ser un sensor de deformación unido a cada
resorte de láminas descrito anteriormente.
Después, una segunda invención en la presente
invención proporciona un método para alinear un compresor de
espirales incluyendo una espiral fija y una espiral orbitante
compuestas de arrollamientos en espiral erguidos formados en chapas
base respectivamente y formando internamente una cámara de
accionamiento cerrada poniendo los arrollamientos en espiral en
engrane entre sí, y un bastidor principal que tiene un eje de
accionamiento para dicha espiral orbitante, estando alojada dicha
espiral orbitante en dicho bastidor principal de manera que sea
capaz de realizar un movimiento orbital, caracterizado porque:
dicho bastidor principal se pone en un estado que
limita el desplazamiento en las direcciones de un eje X y un eje Y
y permite girar solamente en una dirección \theta alrededor de un
eje Z utilizando medios de compensación de revolución de espiral
orbitante incluyendo un soporte de bastidor principal para soportar
dicha espiral orbitante de manera que pueda girar en la dirección
\theta alrededor del eje Z y medios de rotación \theta para
girar dicho soporte de bastidor principal en la dirección \theta
alrededor del eje Z,
dicha espiral fija se pone en una condición cuya
rotación se limita en la dirección alrededor del eje Z, y
opcionalmente móvil en las direcciones del eje X y el eje Y
utilizando medios móviles de espiral fija incluyendo medios móviles
en X-Y para mover dicha espiral fija en las
direcciones del eje X y el eje Y por medio de dichos medios
opcionalmente móviles en X-Y que son opcionalmente
móviles en las direcciones del eje X y el eje Y; por lo que
dicho bastidor principal se gira en la dirección
\theta al mismo tiempo que gira dicha espiral orbitante por medio
de dicho eje de accionamiento y un ángulo de rotación de dicho
bastidor principal en la dirección \theta se regula para
minimizar un desplazamiento de dicha espiral fija en dicho
tiempo.
Para determinar una posición de compensación en
este tiempo de compensación de revolución, cuando un ángulo de
rotación que minimiza una cantidad de desplazamiento de la espiral
fija en un tiempo de rotación del bastidor principal en una
dirección positiva se designa por \theta1 y un ángulo de rotación
que minimiza un desplazamiento de la espiral fija en un tiempo de
rotación en una dirección negativa se designa por \theta2
estableciendo un ángulo de rotación del bastidor principal a
(\theta1 + \theta2)/2, es posible determinar una posición de
giro de la espiral fija con relación a la de la espiral orbitante
en la que se obtiene una eficiencia de compresión más alta.
Como otro método, es posible denotar un
desplazamiento inicial de la espiral fija producido girando la
espiral orbitante por W, denotar con a un radio de un círculo
básico de la espiral orbitante, calcular un ángulo de compensación
de revolución \thetab por una ecuación
[{W/2a}/\pi]
x
180º
y ajustar un ángulo de rotación del
bastidor principal en la dirección \theta al ángulo de
compensación de revolución
\theta.
Después de haber ajustado el ángulo de rotación
del bastidor principal en la dirección \theta (compensación de
revolución), es posible obtener desplazamientos máximos (holguras
de arrollamiento) de la espiral fija en las direcciones del eje X y
el eje Y respectivamente al tiempo en que la espiral fija es
empujada de nuevo por la espiral orbitante desplazando la espiral
fija a las direcciones del eje X y el eje Y, y también es posible
ejecutar la compensación XY en las direcciones X e Y además de la
compensación de revolución desplazando la espiral fija a una
posición intermedia entre los desplazamientos máximos.
Además de la compensación de revolución y la
compensación XY, se puede evitar un error implicado en una etapa de
montaje del compresor de espirales desplazando la espiral fija en
la dirección del eje Z y además regular una posición de la espiral
fija en la dirección del eje Z para hacer que una carga de la
espiral fija en la espiral orbitante sea sustancialmente cero.
La figura 1 es una vista frontal que representa
una realización de un aparato para alinear un compresor de
espirales según la presente invención.
La figura 2 es una vista en perspectiva que
representa medios opcionalmente móviles en X-Y
aplicados a la realización antes descrita.
La figura 3 es una vista en perspectiva que
ejemplifica una modificación de los medios opcionalmente móviles en
X-Y.
La figura 4 es un diagrama esquemático
descriptivo de una holgura de arrollamiento entre una espiral fija
y una espiral orbitante.
La figura 5 es un diagrama esquemático que
representa un ángulo relativo óptimo de la espiral fija con relación
a la espiral orbitante.
Las figuras 6A y 6B son diagramas esquemáticos
descriptivos de una razón de la necesidad de una compensación de
revolución.
La figura 7 es un diagrama esquemático que
representa una condición donde la espiral orbitante se gira en la
dirección \theta al tiempo de compensación de revolución.
La figura 8 es un diagrama esquemático
descriptivo del ángulo relativo óptimo.
Las figuras 9A y 9B son diagramas esquemáticos
descriptivos de una relación relativa entre un eje de accionamiento
y un eje orbitante de la espiral orbitante.
Las figuras 10A y 10B son diagramas esquemáticos
que muestran una condición donde la espiral fija se desplaza en una
dirección -\Delta para determinar las holguras de arrollamiento
en las direcciones de un eje X y un eje Y.
Las figuras 11A y 11B son diagramas esquemáticos
que muestran una condición donde la espiral fija se desplaza en una
dirección +\Delta en las direcciones del eje X y el eje Y de la
condición mostrada en las figuras 10A y la figura 10B.
Y la figura 12 es un diagrama esquemático
descriptivo de posiciones de holgura de arrollamiento en las
direcciones de los ejes X e Y.
Ahora se describirá una realización de la
presente invención con referencia a los dibujos anexos. En la
presente invención, un centro axial de un eje de accionamiento de
una espiral orbitante se toma como un origen de un sistema de
coordenadas XYZ, una dirección axial del eje de accionamiento se
toma como un eje Z, XY se toma como un sistema opcional de
coordenadas ortogonales perpendicular al eje Z, y una dirección de
giro alrededor del eje Z se toma como \theta.
Como se representa en la figura 1, un aparato de
alineación 1 según la presente invención incluye un soporte base 11
que consta de un cuerpo de chapa macizo hecho de un metal o
análogos y un bastidor de soporte en forma de L 12 que se levanta
perpendicularmente del soporte base 11. En una porción que sobresale
de una sección superior del bastidor en forma de L invertida 12 se
ha dispuesto medios móviles de espiral fija 2 que soportan una
espiral fija 31 de un compresor de espirales 3 de manera que se
pueda mover en las direcciones del eje X y el eje Y.
En una etapa intermedia 13 del bastidor de
soporte 12 se ha dispuesto medios de compensación de revolución de
espiral orbitante 4 que soportan un lado de un bastidor principal
33 del compresor de espirales 3 para poder girar en la dirección
\theta. Además, en el soporte base 11 se ha dispuesto un motor 6
que se ha de acoplar selectivamente con un eje de accionamiento 5
de una espiral orbitante 32 por medio de un plato 61.
En una superficie de pared lateral del bastidor
de soporte 12 se ha dispuesto medios de cálculo 8 que miden,
calculan y envían datos de dirección enviados desde cada medio
detector. Un panel de operación o análogos (no representado) se
monta en los medios de cálculo 8 de manera que la precisión, el
tiempo de alineación y análogos se puedan controlar introduciendo
opcionalmente valores de establecimiento y análogos.
En esta realización, los medios móviles de
espiral fija 2 incluyen medios móviles de eje Z 21, medios móviles
en X-Y 22 y medios opcionalmente móviles en
X-Y 23 en orden desde arriba, y una sección fija 24
de una espiral fija 31 está dispuesta en un lado de un extremo
inferior de los medios opcionalmente móviles en X-Y
23.
En los medios móviles de espiral fija 2 la
dirección \theta alrededor del eje Z está limitada, y la espiral
fija 31 se puede mover opcionalmente en las direcciones de un eje X
y un eje Y.
Los medios móviles de eje Z 21 son, por ejemplo,
medios de subida-bajada para mover la espiral fija
31 en una dirección de arriba-abajo y medios
detectores de carga tal como una celda de carga (no representada)
están dispuestos dentro o fuera de los medios móviles de eje Z 21.
Estos medios móviles de eje Z 21 están conectados a los medios de
cálculo 8 por medio de una línea de señal 81 y son movidos por una
orden procedente de los medios de cálculo 8.
Los medios móviles en X-Y 22 son
medios móviles cuya rotación está limitada en la dirección \theta
alrededor del eje Z, y mueven la espiral fija 31 solamente en las
direcciones de los ejes X e Y. Un mecanismo de accionamiento (no
representado) está incorporado en los medios móviles en
X-Y 22 y es movido con una señal de control
proporcionada por los medios de cálculo 8 por medio de una línea de
señal 82.
Como se representa en la figura 2, los medios
opcionalmente móviles en X-Y 23 incluyen una primera
chapa de soporte 231, una segunda chapa de soporte (elemento fijo)
24 para soportar la espiral fija 31, y una chapa intermedia 233
dispuesta entre la primera chapa de soporte 231 y la segunda chapa
de soporte 24 que están dispuestas en un lado de los medios móviles
de espiral fija 2.
La primera chapa de soporte 231 se acopla con la
chapa intermedia 233 usando un par de primeros resortes de lámina
232 y 232 que son elásticamente deformables solamente en la
dirección del eje X y están dispuestos en paralelo entre sí, y la
chapa intermedia 233 se acopla con la segunda chapa de soporte 24
usando un par de segundos resortes de lámina 234 y 234 que son
elásticamente deformables solamente en la dirección del eje Y y
están dispuestos en paralelo entre sí.
Como ejemplo de modificación de los medios
opcionalmente móviles en X-Y 23, se puede disponer
guías lineales que pueden deslizar en las direcciones del eje X y
el eje Y como se representa en la figura 3 para acoplar la primera
chapa de soporte 231 con la intermedia y acoplar la chapa
intermedia 233 con la chapa intermedia 233 con la segunda chapa de
soporte 24.
En otros términos, la primera chapa de soporte
231 se acopla con la chapa intermedia 233 formando una chaveta 236
en un lado de la primera chapa de soporte 231 y formando un carril
de guía 237 cuya forma concuerda con la chaveta 236 en un lado de
la chapa intermedia 233.
Igualmente, la chapa intermedia 233 se puede
acoplar con la segunda chapa de soporte 24 formando una chaveta 238
en un lado de una superficie inferior de la chapa intermedia 233 y
formando un carril de guía 239 cuya forma concuerda con la chaveta
238 en un lado de la segunda chapa de soporte 24.
Aunque solamente se muestra uno en la figura 1,
se ha dispuesto sensores de desplazamiento 7 para medir
desplazamientos de la sección fija (segunda chapa de soporte) 24 en
ambas superficies laterales de la sección fija 24 en las
direcciones X e Y respectivamente. Los sensores de desplazamiento 7
están conectados a los medios de cálculo 8 por medio de una línea
de señal 83 para enviar a los medios de cálculo 8 los datos de
dirección obtenidos con los sensores de desplazamiento 7.
Es preferible que el sensor de desplazamiento 7
sea un sensor del tipo sin contacto y se puede mencionar, por
ejemplo, un sensor de distancia que mide con un láser la distancia
a la sección fija 24.
Como otros medios detectores se puede utilizar
sensores de deformación 235 que están unidos a superficies laterales
de los resortes de lámina 232 y 234 de los medios opcionalmente
móviles en X-Y 23 tal como los descritos con
referencia a la figura 2 para medir la deformación aplicada a los
resortes de lámina 232 y 234, y este aspecto también se incluye
dentro del alcance de la presente invención.
El compresor de espirales 3 incluye la espiral
fija 31 y la espiral orbitante 32 que tiene arrollamientos en
espiral en engrane entre sí, y la espiral orbitante 32 se mantiene
en el bastidor principal 33 por medio de un acoplamiento Oldham de
prevención de rotación (no representado). Un eje de accionamiento 5
pasa a través del bastidor principal 33 y se mantiene en él para
acoplar con la espiral orbitante 32. Un cigüeñal 51 que produce un
movimiento orbital de la espiral orbitante 32 está dispuesto en un
extremo del eje de accionamiento 5.
Los medios de compensación de revolución de
espiral orbitante 4 incluyen un soporte de bastidor principal 42
para sujetar el bastidor principal 33 y los medios de rotación
\theta 41 que son capaces de girar el soporte de bastidor
principal 42 en la dirección \theta alrededor del eje Z.
El desplazamiento de los medios de compensación
de revolución de espiral orbitante 4 está limitado en las
direcciones del eje X y el eje Y, y son capaces de girar en la
dirección \theta. Los medios rotativos \theta 41 están
conectados a los medios de cálculo 8 por medio de una línea de señal
84 y son movidos con una orden enviada por los medios de cálculo
8.
Cuando la distancia entre los arrollamientos en
espiral fijos 311 de la espiral fija 31 que están adyacentes entre
sí se designa por Lf, y la distancia de movimiento orbital de un
arrollamiento en espiral orbitante 321 de la espiral orbitante 32
se designa por Lo como se representa en la figura 4, un valor Lc
expresado como Lf - Lo = Lc es una holgura de arrollamiento, y el
aparato de alineación según la presente invención alinea la espiral
fija 31 y la espiral orbitante 32 de manera que la holgura de
arrollamiento Lc sea adecuado.
La alineación se lleva a cabo en dos pasos
divididos para la compensación de revolución y la compensación XY.
En primer lugar, la compensación de revolución se lleva a cabo para
compensar un ángulo de la espiral fija 31 con relación a la espiral
orbitante 32. En una condición muy preferible, la espiral fija 31
tiene un ángulo de 180º con relación a la espiral orbitante 32 como
se representa en la figura 5.
Sin embargo, cuando el ángulo relativo entre las
espirales 31 y 32 se desvía de 180º relativos como se representa en
la figura 6A, las espirales 31 y 32 interfieren entre sí como se
representa en la figura 6B cuando la espiral orbitante se mueve de
forma orbital, girando por ello un centro de la espiral fija
31.
En una condición donde los medios móviles en
X-Y 22 están desactivados y la espiral fija 31 se
puede mover libremente en las direcciones del eje X y el eje Y por
los medios opcionalmente móviles en X-Y 23, se miden
los desplazamientos X1 e Y1 de la espiral fija 31 en las
direcciones del eje X y el eje Y respectivamente al mismo tiempo
que gira orbitalmente la espiral orbitante 32 por el motor 6. Los
desplazamientos iniciales se designan entonces por X1 e Y1.
A continuación, un lado del bastidor principal 33
se gira 0º en la dirección + como se representa en la figura 7 por
los medios rotativos \theta 41 de los medios de compensación de
revolución de espiral orbitante 4, determinando por ello un ángulo
de rotación 81 que minimiza los desplazamientos de la espiral fija
31 en las direcciones del eje X y el eje Y.
Después, el lado del bastidor principal 33 se
gira 0º en la dirección - desde la posición girada 0º en la
dirección +, determinando por ello un ángulo de rotación \theta2
que entonces minimiza los desplazamientos de la espiral fija 31 en
las direcciones del eje X y el eje Y.
La figura 8 es un gráfico que muestra una
correlación entre un ángulo de rotación \theta del bastidor
principal 33 y un desplazamiento de la espiral fija 31 que se
obtienen al tiempo de esta compensación de revolución. Los ángulos
de rotación antes descritos \theta1 y \theta2 son los puntos
exteriores de una región dentro de la que los arrollamientos no
interfieren entre sí en las direcciones X e Y, y por lo tanto un
valor intermedio (\theta1 + \theta2)/2 = \thetac es un ángulo
óptimo de compensación de revolución.
Esta serie de procesados de cálculo la realizan
los medios de cálculo 8 y los medios de giro \theta 41 se
controlan a una posición de revolución \thetac por los medios de
cálculo 8, terminando por ello una operación de compensación de
revolución relativa entre la espiral fija 31 y la espiral orbitante
32.
Además, como otro método de compensación de
revolución es posible determinar un ángulo de compensación de
revolución \thetab a partir de un desplazamiento inicial W de la
espiral fija 31 por revolución de la espiral orbitante 32 y un
radio a del círculo básico a de la espiral orbitante 32.
Es decir, el ángulo de compensación de revolución
\thetab se puede determinar por una ecuación [{W/2a}/\pi] x
180º y un desplazamiento de la espiral fija se puede minimizar
regulando un ángulo de rotación del bastidor principal 33 a este
ángulo de compensación de revolución \thetab.
Después, se determina una holgura de
arrollamiento Lc entre el arrollamiento de espiral fija 311 y el
arrollamiento de espiral orbitante 321, y la espiral fija 31 se
desplaza a un punto intermedio de la holgura de arrollamiento Lc
para distribuir la holgura de arrollamiento Lc uniformemente en los
lados izquierdo y derecho de arrollamientos como la compensación
XY.
Un eje orbitante 51 que produce un movimiento
orbital de la espiral orbitante 32 está dispuesto de manera que sea
excéntrico para una distancia \Deltar de un centro axial 5a del
eje de accionamiento 5 como se representa en la figura 9A. Por
consiguiente, el eje orbitante 51 gira alrededor del centro axial 5a
del eje de accionamiento 5 a la vez que gira la espiral orbitante
32 como se representa en la figura 9B.
Al determinar la holgura de arrollamiento Lc, los
medios de cálculo 8 detectan si el eje orbitante 51 está situado en
un lado positivo o negativo en una coordenada X-Y
usando como origen el centro axial 5a del eje de accionamiento
5.
Describiendo el caso en el que se ha de
determinar la holgura de arrollamiento Lc en la dirección del eje
X, los medios móviles en X-Y 22 se mueven primero
-\DeltaX de manera que la espiral fija 31 sigue la espiral
orbitante 32 situada en un lado -X por medio de los medios
opcionalmente móviles en X-Y 23 cuando el eje
orbitante 51 se desplaza en el lado -X como se ve desde el centro
axial 5a del eje de accionamiento 5 como se representa en la figura
10A.
Además, se supone que una distancia de movimiento
\DeltaX de los medios móviles en X-Y 22 tiene un
valor mayor que la holgura de arrollamiento Lc. Los medios
opcionalmente móviles en X-Y 23 permiten un
movimiento de los medios móviles en X-Y 22 hacia el
lado -X.
Cuando el eje orbitante 51 se mueve al lado +X
como se ve desde el centro axial 5a del eje de accionamiento 5 como
se representa en la figura 10B, el arrollamiento de espiral fija
311 entra en contacto con el arrollamiento de espiral orbitante
321, por lo que la espiral fija 31 es empujada de nuevo en el lado
+X por la espiral orbitante 32. Un desplazamiento en el lado +X es
leído por el sensor de desplazamiento 7 como un desplazamiento
máximo X1.
Cuando el eje orbitante 51 se desplaza en el lado
+X como se ve desde el centro axial 5a del eje de accionamiento 5
como se representa en la figura 11A, los medios móviles en
X-Y 22 se desplazan +\DeltaX de manera que la
espiral fija 31 sigue la espiral orbitante 32 situada en el lado +X
por medio de los medios opcionalmente móviles en
X-Y 23.
Cuando el eje orbitante 51 se desplaza en el lado
-X como se ve desde el centro axial 5a del eje de accionamiento 5
como se representa en la figura 11B, el arrollamiento de espiral
fija 311 entra en contacto con el arrollamiento de espiral
orbitante 321, por lo que la espiral fija 31 es empujada de nuevo en
el lado -X por la espiral orbitante 32. Un desplazamiento en el
lado -X es leído por el sensor de desplazamiento 7 como un
desplazamiento máximo X.
La figura 12 es un gráfico que muestra
desplazamientos máximos de la espiral fija 31 en las direcciones +
y - tomando la dirección del eje X como una abscisa. Una distancia
entre X1 y X2 es la holgura de arrollamiento Lc en este gráfico, y
la holgura de arrollamiento Lc se puede distribuir uniformemente
entre los lados izquierdo y derecho de los arrollamientos poniendo
la espiral fija 31 a un valor intermedio (X1 + X2)/2 = Xc de la
holgura de arrollamiento Lc. También en la dirección del eje Y, la
compensación XY se termina realizando operaciones similares.
La presente invención se ha descrito con detalle
con referencia a un aspecto específico; el alcance de la presente
invención descrita en las reivindicaciones ha de incluir
modificaciones, alteraciones y técnicas equivalentes que pueden
hacer fácilmente los expertos en la materia que hayan entendido el
contenido de la descripción anterior.
Como se ha descrito anteriormente, la presente
invención hace posible efectuar la alineación de un compresor de
espirales en un tiempo corto y con alta precisión incluyendo la
colocación de una espiral fija y una espiral orbitante una con
relación a otra en una dirección de giro.
Claims (13)
1. Un aparato para alinear un compresor de
espirales, incluyendo: una espiral fija (31) y una espiral
orbitante (32) compuestas de arrollamientos en espiral erguidos
formados en chapas base, respectivamente, y formando internamente
una cámara de accionamiento cerrada poniendo los arrollamientos en
espiral en engrane entre sí; y un bastidor principal (33) que tiene
un eje de accionamiento (5) de dicha espiral orbitante (32),
estando alojada dicha espiral orbitante (32) en dicho bastidor
principal (33) de manera que sea capaz de realizar un movimiento
orbital por medio de un acoplamiento Oldham, caracterizado
porque dicho aparato incluye:
medios móviles de espiral fija (2) incluyendo
medios opcionalmente móviles en X-Y (23) cuya
rotación está limitada en una dirección \theta alrededor de un
eje Z, y soportan dicha espiral fija (31) de manera que se pueda
mover opcionalmente en las direcciones de un eje X y un eje Y, y
medios móviles en X-Y (22) para mover dicha espiral
fija (31) al menos en las direcciones del eje X y el eje Y por
medio de dichos medios opcionalmente móviles en
X-Y
(23);
(23);
medios de compensación de revolución de espiral
orbitante (4) incluyendo un soporte de bastidor principal (42) cuyo
desplazamiento está limitado en las direcciones del eje X y el eje
Y, y soporta dicha espiral orbitante (32) de manera que pueda girar
en la dirección \theta alrededor del eje Z por medio de dicho
bastidor principal (33), y medios de rotación \theta (41) para
girar dicho soporte de bastidor principal (42) en la dirección
\theta alrededor del eje Z;
un cigüeñal (51) que está acoplado con dicho eje
de accionamiento (5) y mueve dicha espiral orbitante (32);
medios detectores de desplazamiento de espiral
fija (7) para detectar los desplazamientos de dicha espiral fija
(31) en las direcciones del eje X y el eje Y producidos debido al
movimiento orbital de dicha espiral orbitante (32); y
medios de control (8) para llevar a cabo cálculos
predeterminados en base a una señal de detección procedente de
dichos medios detectores de desplazamiento de espiral fija (7),
controlando por ello dichos medios de compensación de revolución de
espiral orbitante (4) y dichos medios móviles de espiral fija (2),
donde dicho aparato implementa:
un primer paso de realizar una compensación de
revolución donde, con dicha espiral orbitante (32) sometida a un
movimiento orbital producido por dicho cigüeñal (51), dichos medios
de control (8) controlan dichos medios de compensación de
revolución de espiral orbitante (4) para minimizar un
desplazamiento obtenido de dichos medios detectores de
desplazamiento (7) cuando dicho bastidor principal (33) es girado
por dichos medios de rotación \theta (41), y
un segundo paso de realizar, después de dicho
primer paso, una compensación X-Y donde dicha
espiral fija (31) se desplaza en las direcciones del eje X y el eje
Y respectivamente por dichos medios móviles en X-Y
(22) por medio de dichos medios opcionalmente móviles en
X-Y (23) para determinar un valor intermedio de una
holgura de arrollamiento con una señal de detección obtenida de
dichos medios detectores de desplazamiento (7) cuando dicha espiral
fija (31) es empujada de nuevo por dicha espiral orbitante (32)
compensando por ello una posición de dicha espiral fija (31).
2. El aparato para alinear un compresor de
espirales según la reivindicación 1,
caracterizado por incluir además medios de
subida-bajada de espiral fija (21) para mover dicha
espiral fija (31) en una dirección del eje Z.
3. El aparato para alinear un compresor de
espirales según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque dichos medios
opcionalmente móviles en X-Y (23) incluyen una
primera chapa de soporte (231) dispuesta en dichos medios móviles
en X-Y (22), una segunda chapa de soporte (24) para
soportar dicha espiral fija (31) y una chapa intermedia (233)
dispuesta entre la primera chapa de soporte (231) y la segunda
chapa de soporte (24), dicha primera chapa de soporte (231) se
acopla con dicha chapa intermedia (233) usando un par de primeros
resortes de lámina (232) que son elásticamente deformables
solamente en la dirección del eje X y el eje Y y están dispuestos
en paralelo entre sí, y dicha segunda chapa de soporte (24) se
acopla con dicha chapa intermedia (233) usando un par de segundos
resortes de lámina (234) que son elásticamente deformables solamente
en la otra dirección del eje X y el eje Y y están dispuestos en
paralelo entre sí.
4. El aparato para alinear un compresor de
espirales según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque dichos medios
opcionalmente móviles en X-Y (23) incluyen una
primera chapa de soporte (231) dispuesta en dichos medios móviles
en X-Y (22), una segunda chapa de soporte (24) para
soportar dicha espiral fija (31) y una chapa intermedia (233)
dispuesta entre la primera chapa de soporte (231) y la segunda
chapa de soporte (24), dicha primera chapa de soporte (231) se
acopla con dicha chapa intermedia (233) usando una primera guía
lineal (236, 237) que puede deslizar solamente en dirección del eje
X y el eje Y, y dicha segunda chapa de soporte (24) se acopla con
dicha chapa intermedia (233) usando una segunda guía lineal (238,
239) que puede deslizar solamente en la otra dirección del eje X y
el eje Y.
5. El aparato para alinear un compresor de
espirales según la reivindicación 4, caracterizado porque
dicha guía lineal respectiva consta de una chaveta (236, 239) y un
carril de guía (237, 238) que engancha con dicha chaveta (236,
239).
6. El aparato para alinear un compresor de
espirales según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5,
caracterizado porque dichos medios detectores de
desplazamiento (7) constan de un sensor de desplazamiento del tipo
sin contacto.
7. El aparato para alinear un compresor de
espirales según la reivindicación 6,
caracterizado porque dicho sensor de
desplazamiento del tipo sin contacto es un sensor de distancia que
usa un haz láser.
8. El aparato para alinear un compresor de
espirales según la reivindicación 3,
caracterizado porque dichos medios
detectores de desplazamiento (7) constan de un sensor de
deformación (235) unido a cada uno de dichos resortes de lámina
(232, 234).
9. Un método para alinear un compresor de
espirales incluyendo una espiral fija (31) y una espiral orbitante
(32) compuestas de arrollamientos en espiral erguidos formados en
chapas base respectivamente y formando internamente una cámara de
accionamiento cerrada poniendo los arrollamientos en espiral en
engrane entre sí, y un bastidor principal (33) que tiene un eje de
accionamiento (5) para dicha espiral orbitante (32), estando
alojada dicha espiral orbitante (32) en dicho bastidor principal
(33) de manera que sea capaz de realizar un movimiento orbital,
caracterizado porque:
dicho bastidor principal (33) se pone en un
estado que limita el desplazamiento en las direcciones de un eje X
y un eje Y y puede girar solamente en una dirección \theta
alrededor de un eje Z utilizando medios de compensación de
revolución de espiral orbitante (4) incluyendo un soporte de
bastidor principal (42) para soportar dicha espiral orbitante (32)
de manera que pueda girar en la dirección \theta alrededor del
eje Z y medios de rotación \theta (41) para girar dicho soporte
de bastidor principal (42) en la dirección \theta alrededor del
eje Z,
dicha espiral fija (31) se pone en un estado que
limita el giro en la dirección \theta alrededor del eje Z, y es
opcionalmente móvil en las direcciones del eje X y el eje Y
utilizando medios móviles de espiral fija (2) incluyendo medios
móviles en X-Y (22) para mover dicha espiral fija
(31) en las direcciones del eje X y el eje Y por medio de dichos
medios opcionalmente móviles en X-Y (23) que son
opcionalmente móviles en las direcciones del eje X y el eje Y; por
lo que
dicho bastidor principal (33) se gira en la
dirección \theta girando al mismo tiempo dicha espiral orbitante
(32) por medio de dicho eje de accionamiento (5) y un ángulo de
rotación de dicho bastidor principal (33) en la dirección \theta
se regula para minimizar un desplazamiento de dicha espiral fija
(31) en dicho tiempo.
10. El método para alinear un compresor de
espirales según la reivindicación 9,
caracterizado porque un ángulo de rotación
de dicho bastidor principal (33) que minimiza un desplazamiento de
dicha espiral fija (31) al tiempo de rotación de dicho bastidor
principal (33) en una dirección positiva se indica por \theta1,
un ángulo de rotación de dicho bastidor principal (33) que minimiza
un desplazamiento de dicha espiral fija (31) en un tiempo de
rotación de dicho bastidor principal (33) en una dirección negativa
se designa con \theta2 y un ángulo de rotación de dicho bastidor
principal (33) se establece a (\theta1 + \theta2)/2.
11. El método para alinear un compresor de
espirales según la reivindicación 9,
caracterizado porque un desplazamiento
inicial de dicha espiral fija (31) producido por una revolución de
dicha espiral orbitante (32) se designa por W, un radio de un
círculo básico de dicha espiral orbitante (32) se designa por 'a',
un ángulo de compensación de revolución \thetab se determina por
una expresión
({W/2a} /pi)
x
180º
y un ángulo de rotación de dicho
bastidor principal en la dirección \theta se regula a dicho
ángulo de compensación de rotación
\thetab.
12. El método para alinear un compresor de
espirales según la reivindicación 9, 10 ó 11, caracterizado
porque después de regular un ángulo de rotación de dicho bastidor
principal (33) en la dirección \theta, dicha espiral fija (31) se
desplaza en las direcciones del eje X y el eje Y, los
desplazamientos máximos (holguras de arrollamiento) de dicha
espiral fija se determinan en las direcciones del eje X y el eje Y
respectivamente cuando dicha espiral fija (31) es empujada de nuevo
por dicha espiral orbitante (32), y dicha espiral fija (31) se
desplaza a una posición intermedia entre los desplazamientos
máximos.
13. El método para alinear un compresor de
espirales según cualquiera de las reivindicaciones 9 a 12,
caracterizado porque dicha espiral fija
(31) es desplazada por medios de subida-bajada de
espiral fija (21) en una dirección de un eje Z y una posición de
dicha espiral fija (31) se ajusta además de manera que una carga de
dicha espiral fija (31) en dicha espiral orbitante (32) sea
sustancialmente "0".
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