SE459754B

SE459754B - FLUID COMPRESSOR WITH SPEED DEVICING DEVICE

Info

Publication number: SE459754B
Application number: SE8500880A
Authority: SE
Inventors: M Ito
Original assignee: Sanden Corp
Priority date: 1984-02-24
Filing date: 1985-02-22
Publication date: 1989-07-31
Also published as: DE3506063A1; FR2560299B1; GB2156906B; GB2156906A; AU3899885A; DE3506063C2; IT8519610A0; SE8500880D0; JPS60178985A; SE8500880L; IT1183405B; FR2560299A1; CA1259972A; GB8504623D0

Description

459 754 10 15 20 25 30 35 Föreliggande uppfinning hänför sig till en fluidkompressor, vil- ken innefattar ett hus, en elektromagnetisk koppling monterad på kompressorns hus för selektiv sammankoppling av huvuddriv- axeln och en yttre drivkälla, ett kompressionselement, som är drivbart förbundet med huvuddrivaxeln, ett asymmetriskt rota- tionselement, som är beläget i huset och förbundet med huvuddriv- axeln för rotationsrörelse, vilket asymmetriska rotationselement mottar ett läckande magnetiskt flöde, som läcker från den elekt- romagnetiska kopplingen över huvuddrivaxeln samt ett avkännings- organ för att avkänna varvtalet hos kompressionselementet. The present invention relates to a fluid compressor, which comprises a housing, an electromagnetic coupling mounted on the housing of the compressor for selective interconnection of the main drive shaft and an external drive source, a compression element which is drivably connected to the main drive shaft, an asymmetric rotating element located in the housing and connected to the main drive shaft for rotational movement, the asymmetric rotating element receiving a leaking magnetic flux leaking from the electromagnetic coupling over the main drive shaft and a sensing means for sensing at the compression element.

Det för uppfinningen kännetecknande är härvid att avkänningsor- ganet innefattar en permanentmagnetfri magnetiskt avkännare, som innefattar en spole och en magnetisk kärna, vilken magnetis- ka avkännare är monterad i en vägg av huset och intill den ro- terande periferin av det asymmetriska rotationselementet för att avkänna variationer hos det läckande magnetiska flödet, när det asymmetriska rotationselementet roterar förbi den magnetis- ka avkännaren.It is characterized in that the sensing means comprises a permanent magnet-free magnetic sensor, which comprises a coil and a magnetic core, which magnetic sensor is mounted in a wall of the housing and next to the rotating periphery of the asymmetric rotating element for detect variations in the leaking magnetic flux as the asymmetric rotating element rotates past the magnetic sensor.

Föredragna utföringsformer av föreliggande uppfinning beskrives närmare nedan under hänvisning till bifogade ritningar, där fig. 1 är en tvärsektionsvy genom en kompressor av spiralhjuls- typ enligt en utföringsform av uppfinningen, fig. 2 är en tvärsektionsvy genom en magnetisk avkännare som an- vändes vid en utföringsform av uppfinningen, fig. 3 visar en asymmetrisk rotor och magnetiska avkännaren för illustration av den elektromagnetiska induktionen i enlighet med uppfinningen, fig. 4 är ett diagram som visar spänningsändringen som alstras av den magnetiska avkännaren i fig. 3 och fig. 5 är en tvärsektionsvy genom en kompressor enligt en annan utföringsform av uppfinningen.Preferred embodiments of the present invention are described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which Fig. 1 is a cross-sectional view through a spiral wheel type compressor according to an embodiment of the invention, Fig. 2 is a cross-sectional view through a magnetic sensor used in a embodiment of the invention, Fig. 3 shows an asymmetric rotor and magnetic sensor for illustration of the electromagnetic induction in accordance with the invention, Fig. 4 is a diagram showing the voltage change generated by the magnetic sensor in Fig. 3 and Fig. 5 is a cross-sectional view through a compressor according to another embodiment of the invention.

I fig. 1 på ritningarna visas en kompressor av spiralhjulstyp med ett hus 1, bestående av en främre ändplatta 11 och en skålformad del 12. Ett hål 111 sträcker sig genom ändplattan 11 och en hu- vuddrivaxel 2 sträcker sig in i hålet 111, och varvid en skiv- 10 15 20 25 30 35 459 754 formad rotor 21 är fäst på den inre änden av huvuddrivaxeln 2 och är roterbart uppburen av ett lager 13 i hålet 111.Fig. 1 of the drawings shows a spiral wheel type compressor with a housing 1, consisting of a front end plate 11 and a cup-shaped part 12. A hole 111 extends through the end plate 11 and a main drive shaft 2 extends into the hole 111, and wherein a disc-shaped rotor 21 is mounted on the inner end of the main drive shaft 2 and is rotatably supported by a bearing 13 in the hole 111.

Den främre ändplattan 11 har en därifrån utskjutande hylsa 14, som omger drivaxeln 2. Ett lager 15 är monterat vid den främre änden av hylsan 14 för roterbar lagring av huvuddrivaxeln 2.The front end plate 11 has a sleeve 14 projecting therefrom, which surrounds the drive shaft 2. A bearing 15 is mounted at the front end of the sleeve 14 for rotatably bearing the main drive shaft 2.

En kopplingsrotor 31 är roterbart uppburen av ett lager 16, och en elektromagnet 32 är fäst på utsidan av hylsan 14. En ankar- platta 33 är eftergivligt uppburen pâ änden av huvuddrivaxeln 2, som skjuter ut ur hylsan 14. En elektromagnetisk koppling bildas därför av kopplingsrotorn 31, den elektriska kopplingen 32 och ankarplattan 33. Rotationen hos en yttre drivkälla (exempelvis en bilmotor) överföres till huvuddrivaxeln 2 via den elektromag- netiska kopplingen. Rotationen hos den yttre drivkällan överföres närmare bestämt till kopplingsrotorn 31 via en rem, och när ankar- plattan 33 därefter förbindes med kopplingsrotorn 31 genom pålägg- ning av spänning på elektromagneten 32, överföres rotationen från kopplingsrotorn 31 till ankarplattan 33 och därifrån till huvud- drivaxeln 2.A coupling rotor 31 is rotatably supported by a bearing 16, and an electromagnet 32 is attached to the outside of the sleeve 14. An anchor plate 33 is resiliently supported on the end of the main drive shaft 2, which projects from the sleeve 14. An electromagnetic coupling is therefore formed by the clutch rotor 31, the electrical clutch 32 and the armature plate 33. The rotation of an external drive source (for example a car engine) is transmitted to the main drive shaft 2 via the electromagnetic clutch. More specifically, the rotation of the external drive source is transmitted to the clutch rotor 31 via a belt, and when the armature plate 33 is subsequently connected to the clutch rotor 31 by applying voltage to the electromagnet 32, the rotation is transmitted from the clutch rotor 31 to the armature plate 33 and thence to the main drive shaft. 2.

Den skâlformade delens 12 öppning är tillsluten av den främre ändplattan 11. Ett kretsande spiralhjul 24 är roterbart lagrat över ett lager 23 på en drivskiva 22, som är excentriskt förbun- den med den inre ändytan av den skivformade rotorn 21. Ett fast spiralhjul 25 passar i det kretsande spiralhjulet 24, och änd- plattan av det fasta spiralhjulet 25 är fäst vid den skålformade delen 12. En rotationsförhindrande mekanism, som förhindrar ro- tation av det kretsande spiralhjulet 24, består av en fast ring 112, en kretsande ring 113 samt kulor 114. Den fasta ringen 112 är fäst på den främre ändplattan 11, och den kretsande ringen 113 är fäst på det kretsande spiralhjulets 24 ändplatta och är vänd mot den fasta ringen 112. Kulorna 114 är anbragta emellan de bä- da ringarna och upphäres av kulmottagande hål i varje ring.The opening of the shell-shaped part 12 is closed by the front end plate 11. A revolving spiral wheel 24 is rotatably mounted over a bearing 23 on a drive disk 22, which is eccentrically connected to the inner end surface of the disc-shaped rotor 21. A fixed spiral wheel 25 fits in the orbiting helical wheel 24, and the end plate of the fixed helical wheel 25 is attached to the cup-shaped portion 12. A rotation preventing mechanism, which prevents rotation of the orbiting spiral wheel 24, consists of a fixed ring 112, a circulating ring 113 and balls 114. The fixed ring 112 is attached to the front end plate 11, and the orbiting ring 113 is attached to the end plate of the orbiting helical wheel 24 and faces the fixed ring 112. The balls 114 are disposed between the two rings and are suspended by ball receiving holes in each ring.

Fluiden som inströmmar i en sugport 4 införes i ett slutet ut- rymme, som bildas av det kretsande spiralhjulet 24 och det fas- ta spiralhjulet 25, varvid fluiden successivt komprimeras och 459 754 10 15 20 25 30 35 förflyttas mot centrum av de båda spiralhjulen genom kretsrö- relsen hos det kretsande spiralhjulet 24 och utmatas genom en utloppsöppning 51 till en utloppskammare 25 och därifrån ut ge- nom en utloppsport 6.The fluid flowing into a suction port 4 is introduced into a closed space formed by the orbiting spiral wheel 24 and the fixed spiral wheel 25, the fluid being successively compressed and 459 754 10 15 20 25 30 35 being moved towards the center of the two spiral wheels through the orbital movement of the orbiting scroll wheel 24 and discharged through an outlet opening 51 to an outlet chamber 25 and thence out through an outlet port 6.

En motvikt 26, som är formad som en halv skiva av ett magnetiskt material, är förbunden med drivmekanismen vid ett ställe mellan skivrotorn 21 och drivande skivan 22, dvs motvikten 26 är monte- rad på den drivande skivan 22.A counterweight 26, which is formed as a half disk of a magnetic material, is connected to the drive mechanism at a location between the disk rotor 21 and the drive disk 22, i.e. the counterweight 26 is mounted on the drive disk 22.

I fig. 2 visas uppbyggnaden av en magnetisk avkännare 7 enligt föreliggande uppfinning. Den magnetiska avkännaren 7 innefattar en spole 73, uppburen av en kärna 72. En järnkärna 71 är in- skjuten genom centrum av kärnan 72. Spolen 73 är fäst på kärnan 72, medan kärnan 72 är fäst på järnkärnan 71 medelst en epoxi- harts 74. Den magnetiska avkännaren 7 är insatt i ett genomfö- ringshâl genom den främre ändplattan 11 i riktningen för den i fig. 2 visade pilen. Genomföringshâlet är i förväg upptaget i den främre ändplattan 11. Den yttre änden av järnkärnan 71 är formad att i huvudsak ligga i nivå med insidan av den främre änd- plattan 11, där den slutar.Fig. 2 shows the construction of a magnetic sensor 7 according to the present invention. The magnetic sensor 7 comprises a coil 73, supported by a core 72. An iron core 71 is inserted through the center of the core 72. The coil 73 is attached to the core 72, while the core 72 is attached to the iron core 71 by means of an epoxy resin 74. The magnetic sensor 7 is inserted into a lead-through hole through the front end plate 11 in the direction of the arrow shown in Fig. 2. The bushing is pre-received in the front end plate 11. The outer end of the iron core 71 is shaped to be substantially flush with the inside of the front end plate 11, where it terminates.

Under hänvisning till fig. 3 beskrives funktionen av den varv- talsavkännande anordningen. Närhelst elektromagneten 32 pålägges en spänning, magnetiseras drivaxeln 2 genom läckaget av magnetiskt flöde, varjämte även den som en halv skiva utformade motvikten 26 magnetiseras. Då motvikten 26 rör sig genom rotationen av den drivande skivan 22, är rörelsen i motvikten 26 densamma som rotationsrörelsen kring huvudaxelns 12 centrum 28, eftersom den drivande skivan 22 är excentriskt förbunden med huvuddrivaxeln 2 över en drivtapp. Drivskivan 22 är i sin tur förbunden med det kretsande spiralhjulet 24 på sådant sätt, att varje varv hos drivskivan 22/motvikten 26 resulterar i ett kretsande varv hos det kretsande spiralhjulet 24. Den yttre änden av den magnetiska avkännaren 7 är belägen intill och vetter mot motviktens 26 ro- tationsort, dvs ligger intill det yttre omrâde, genom vilket motvikten 26 rotšrar. 10 15 20 25 30 35 459 754 Det magnetiska flödet (Q) som passerar genom den magnetiska av- kännaren 7 har en hög nivå, eftersom den som en halv skiva for- made motvikten 26 är magnetiserad, när A-B-A'-delen av motvik- ten 26 ligger nära den magnetiska avkännaren 7, medan det magne- tiska flödet ligger på en låg nivå, när denna del ej ligger nä- ra den magnetiska avkännaren 7. Det magnetiska flödet som passe- rar genom avkännaren 7 ändras härigenom genom rotationen av den som en halv skiva formade motvikten 26, varför spänningen som visas i nedanstående formel (1) alstras i den magnetiska avkän- naren 7 genom elektromagnetisk induktion. w 'm- W (D I När den halvskivformade motvikten 26 i fig. 3 roterar i riktnin- gen för den visade pilen, minskar det magnetiska flödet (Ö), som strömmar genom den magnetiska avkännaren 77, när punkten A' pas- serar avkännaren 7, och en positiv spänning alstras i avkänna- ren 7 enligt formeln (1). Pà liknande sätt alstras en negativ spänning vid avkännaren 7, när punkten A passerar denna. Varje gäng den halvskivformade motvikten 26 roterar ett varv, alstras en puls med positiv spänning och en puls med en negativ spänning enligt fig. 4 i den magnetiska avkännaren 7. Om sålunda ett an- tal pulser mätes, kan antalet varv hos kompressorn avkännas.Referring to Fig. 3, the operation of the speed sensing device is described. Whenever a voltage is applied to the electromagnet 32, the drive shaft 2 is magnetized by the leakage of magnetic flux, and the counterweight 26 designed as a half-disc is also magnetized. As the counterweight 26 moves through the rotation of the driving disk 22, the movement in the counterweight 26 is the same as the rotational movement about the center 28 of the main shaft 12, since the driving disk 22 is eccentrically connected to the main drive shaft 2 over a drive pin. The drive pulley 22 is in turn connected to the orbiting helical wheel 24 in such a way that each revolution of the drive pulley 22 / counterweight 26 results in a orbiting revolution of the orbiting spiral wheel 24. The outer end of the magnetic sensor 7 is located adjacent to the place of rotation of the counterweight 26, i.e. is adjacent to the outer area through which the counterweight 26 rotates. The magnetic flux (Q) passing through the magnetic sensor 7 has a high level, since the counterweight 26 formed as a half-disk is magnetized when the AB-A 'part of the counterweight 26 is close to the magnetic sensor 7, while the magnetic flux is at a low level, when this part is not close to the magnetic sensor 7. The magnetic flux passing through the sensor 7 is thereby changed by the rotation of the counterweight 26 formed as a half-disk, so that the voltage shown in the following formula (1) is generated in the magnetic sensor 7 by electromagnetic induction. w 'm- W (DI When the half-disc-shaped counterweight 26 in Fig. 3 rotates in the direction of the arrow shown, the magnetic flux (Ö) flowing through the magnetic sensor 77 decreases as the point A' passes the sensor 7, and a positive voltage is generated in the sensor 7 according to the formula (1) Similarly, a negative voltage is generated at the sensor 7 when the point A passes it.Each thread of the half-disc-shaped counterweight 26 rotates one revolution, a pulse of positive voltage and a pulse with a negative voltage according to Fig. 4 in the magnetic sensor 7. Thus, if a number of pulses are measured, the number of revolutions of the compressor can be sensed.

Genom motviktens 26 form som en halv skiva fungerar den som ett asymmetriskt roterande element för alstrande av de elektriska pulserna i avkännaren 7, vilka hör samman med det roterande, kretsande spiralhjulet 24, dvs det komprimerande elementet.Due to the shape of the counterweight 26 as a half disk, it functions as an asymmetrically rotating element for generating the electrical pulses in the sensor 7, which are associated with the rotating, orbiting spiral wheel 24, i.e. the compressing element.

Fig. 5 visar en utföringsform av uppfinningen där en magnetisk avkännare 7 är anordnad i en kompressor av vickskivetyp. En kam- rotor 8, vars ena ändyta är snedställd, roteras genom rotationen av en huvuddrivaxel 2. En kolv 10 förskjutes fram och åter med vickningen av en vickskiva 9, som är förbunden med den lutande ytan hos kamrotorn 8. _- Ett utsprång 81 skjuter ut radiellt från den yttre periferin av kamrotorn 5. Utsprånget 81 utskjuter runt en del av omkretsen av kamrotorn 8, så att det har ändpunkter liknande ändpunkter 459 754 10 15 20 25 A och A' hos motvikten 26. Kamrotorn 8 är sålunda asymmetrisk och fungerar som ett asymmetriskt roterande element, så att det magnetiska flödet som avkännes av avkännaren 7 varierar på samma sätt under rotationen av kamrotorn 8 som vid rorationen av motvikten 26. Det magnetiska flödet vid kamrotorn 8 åstadkom- mes givetvis genom läckaget av magnetiskt flöde, när elektromag- neten 32 magnetiseras. Rotationen av kompressordriften vid denna utföringsform avkännes därför på ett sätt som liknar det som vid den första utföringsformen, där en magnetisk avkännare är belägen till ett roterande asymmetriskt element inuti kompressorns hus.Fig. 5 shows an embodiment of the invention where a magnetic sensor 7 is arranged in a rocker-type compressor. A chamber rotor 8, one end surface of which is inclined, is rotated by the rotation of a main drive shaft 2. A piston 10 is displaced back and forth by the rocking of a rocking disc 9, which is connected to the inclined surface of the chamber rotor 8. A projection 81 protrudes radially from the outer periphery of the chamber rotor 5. The projection 81 projects around a part of the circumference of the chamber rotor 8, so that it has end points similar to end points 459 754 and A 'of the counterweight 26. The chamber rotor 8 is thus asymmetrical and acts as an asymmetric rotating element, so that the magnetic flux sensed by the sensor 7 varies in the same way during the rotation of the chamber rotor 8 as in the rotation of the counterweight 26. The magnetic flux at the chamber rotor 8 is of course provided by the leakage of magnetic flux, when the electromagnet 32 is magnetized. The rotation of the compressor drive in this embodiment is therefore sensed in a manner similar to that of the first embodiment, where a magnetic sensor is located on a rotating asymmetric element inside the housing of the compressor.

Såsom nämnts ovan är fluidkompressorn enligt föreliggande uppfin- ning försedd med ett asymmetriskt rotationselement, som väsent- ligt magnetiseras av den elektromagnetiska kopplingen, varvid en magnetisk avkännare är anbragt intill rotationsorten för det asymmetriska rotationselementet inuti kompressorns hus. Det mag- netiska flödet som flyter genom den magnetiska avkännaren ändras genom en väsentlig ändring av avståndet mellan delarna hos det asymmetriska elementet och den magnetiska avkännaren. Rotationen av kompressorns kompressionselement kan därför avkännas genom att mäta spänningen som alstras i den magnetiska avkännaren. Ett stort utrymme för en givare erfordras därför icke i kompressorn, varför kompressorn är lätt att montera i en bil. Antalet varv hos kompressorn kan mätas mycket exakt, eftersom antalet utsig- nalpulser från den magnetiska avkännaren bestäms i beroende av rotationen av huvudaxeln.As mentioned above, the fluid compressor according to the present invention is provided with an asymmetric rotating element, which is substantially magnetized by the electromagnetic coupling, a magnetic sensor being arranged next to the place of rotation of the asymmetric rotating element inside the compressor housing. The magnetic flux flowing through the magnetic sensor is changed by a significant change in the distance between the parts of the asymmetric element and the magnetic sensor. The rotation of the compression element of the compressor can therefore be sensed by measuring the voltage generated in the magnetic sensor. A large space for a sensor is therefore not required in the compressor, so the compressor is easy to mount in a car. The number of revolutions of the compressor can be measured very accurately, since the number of output pulses from the magnetic sensor is determined depending on the rotation of the main shaft.

Claims

10 15 20 25 30 459 754 Patent claims

1. Fluid compressor. comprising a housing (1). a main drive shaft (2) rotatably mounted in the housing (1). an electromagnetic coupling (31. 32. 33) mounted on the compressor housing (1) for selectively coupling the main drive shaft (2) and an external drive source, a compression element (24, 10) which is drivably connected to the main drive shaft (2). an asymmetrical rotating element (26, 8) located in the housing (1) and connected to the new drive shaft (2) for rotational movement. which asymmetric rotating element (26.8) receives a leaking magnetic flux. leaking from the electromagnetic clutch (31, 32, 33) over the main drive shaft (2). and a sensing means for sensing the speed of the compression element (24. 10), characterized in that the sensing means comprises a permanent magnet-free magnetic sensor (7). comprising a coil (73) and a magnetic core (71), which magnetic sensor (7) is mounted in a wall of the housing (1) and adjacent the rotating periphery of the asymmetric rotating element (26, 8) to sense variations of the leaking magnetic flux when the asymmetric rotating element (26. 8) rotates past the magnetic sensor (7).

Fluid compressor according to claim 1, which compressor consists of a spiral wheel compressor with a counterweight (26) for balancing the centrifugal force of rotating parts (22. 24) in that the counterweight (26) comprises the compressor, characterized by the asymmetric rotating element.

A fluid compressor according to claim 1, which compressor is of the rocker disk type and comprises a chamber rotor (8), characterized in that the chamber rotor constitutes the asymmetric rotating element.