DE69724706T2

DE69724706T2 - Verfahren und Anlage zum Einstellen der Eingriffsspalte zwischen den Rotoren eines Schraubenrotorverdichters

Info

Publication number: DE69724706T2
Application number: DE69724706T
Authority: DE
Inventors: Takahashi Ryugasaki-shi Kenichi; Matsuno Haramachi-shi Hiroyuki; Obata Zama-shi Hiroyasu; Kawai Ebina-shi Megumi
Original assignee: Hitachi Industries Co Ltd
Current assignee: Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd
Priority date: 1996-07-03
Filing date: 1997-06-23
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2017-06-24
Also published as: EP0816683B1; EP0816683A1; US5910001A; DE69724706D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einstellen einer Eingriffsspalte zwischen Rotoren eines Schraubenrotorverdichters, welcher einen eingreifenden Rotor und einen aufnehmenden Rotor innerhalb eines Gehäuses aufweist, wobei beide Rotoren rotiert werden, während ein benötigter, sehr schmaler Spalt zwischen diesen aufrechterhalten wird, unter Verwendung von Steuerzahnrädern, welche einzeln an den Rotoren durch Schrumpfsitz befestigt sind, und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Einstellen einer Eingriffsspalte zwischen Rotoren eines Schraubenrotorverdichters, welcher in der Lage ist, einen sehr schmalen Spalt zwischen den beiden Rotoren auf einen gewünschten Wert in einer kurzen Zeit festzulegen.
Ein herkömmliches Verfahren zum Einstellen eines Eingriffsspaltes zwischen Rotoren eines Schraubenrotorverdichters ist in der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 1-155089 offenbart, in welcher der sehr schmale Spalt zwischen den beiden Rotoren unter Verwendung einer rotierenden Phasendifferenz eines eingreifenden und eines aufnehmenden Rotors, welche durch einen Encoder oder dergleichen während eines rotierenden Zustandes gemessen wird, bei welchem einer der Rotoren vorwärts und rückwärts gedreht wird, während der andere der Rotoren in einem Zustand gebremst wird, in welchem zumindest eines der Steuerzahnräder entfernt ist, festlegt wird, was als Steuereinstellung oder symmetrische Einstellung bezeichnet wird.
Das Festlegen des Spaltes wird während des Montageprozesses des Schraubenrotorverdichters durchgeführt. Ölhydraulikdruck wird zwischen einem der Steuerzahnräder und dem Rotor, welcher das eine der Steuerzahnräder an diesen fixiert, aufgebracht, um den Schrumpfsitz zwischen diesen beiden zu lösen, während das andere der Steuerzahnräder zurückgehalten wird. Dann wird eine relative Positionsverschiebung zwischen dem einen der Steuerzahnräder und dem Rotor, welcher das eine der Steuerzahnräder daran fixiert, hervorgerufen, indem die Zahnoberfläche des einen der Steuerzahnräder unter Verwendung eines Hammers geschlagen wird, wobei eine Beilagscheibe (Dickenmesslehre) zwischen den beiden Rotoren eingefügt wird, um zu bestimmen, ob der Spalt zwischen den beiden Rotoren einem benötigten Wert entspricht (Messlehrenmessung), und das Schlagen mit dem Hammer und die Messlehrenmessung werden wiederholt, um den Spalt zwischen den beiden Rotoren auf den benötigten Wert festzulegen.
In der zuvor beschriebenen herkömmlichen Technologie gab es ein Problem, dass die Messlehrenmessung nicht nur eine lange Zeit in Anspruch nimmt, da das Festlegen des Spaltes zwischen den beiden Rotoren (symmetrische Einstellung) per Hand durchgeführt wird, sondern auch die Zuverlässigkeit der symmetrischen Einstellung niedrig ist, da eine Genauigkeit der symmetrischen Einstellung durch das Hämmern, welches von den Fähigkeiten des Arbeiters abhängt, gestört wird, was in einem Motorschlagen oder in einer niedrigen Leistung des Kompressors resultiert.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren für einen Schraubenrotorverdichter und ein Gerät zum Einstellen eines Spaltes zwischen den Rotoren eines Schraubenrotorverdichters zur Verfügung zu stellen, in welchen der sehr schmale Spalt zwischen den Rotoren auf einen benötigten Wert in einer kurzen Zeitdauer festgelegt werden kann, und welche hinsichtlich der Zuverlässigkeit einer symmetrischen Einstellung und hinsichtlich der Verdichtungsleistung hoch sind.
Die obige Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann erreicht werden durch Bereitstellen eines Verfahrens zum Einstellen einer Eingriffsspalte zwischen Rotoren eines Schraubenrotorverdichters, welcher einen eingreifenden Rotor und einen aufnehmenden Rotor innerhalb eines Gehäuses aufweist, wobei beide Rotoren rotiert werden, während ein benötigter, sehr schmaler Spalt aufrechterhalten wird, unter Verwendung von Steuerzahnrädern, welche einzeln an den Rotoren durch Schrumpfsitze befestigt sind, wobei das Verfahren die Schritte des Lösens des Schrumpfsitzes zwischen dem einen der Steuerzahnräder und dem Rotor, welcher das eine der Steuerzahnräder fixiert, während das andere der Steuerzahnräder beschränkt wird; und intermittierendes Aufbringen von Drehmomenten auf den Rotor, welches eines der Steuerzahnräder fixiert, durch einen Servomotor, um den sehr schmalen Spalt zwischen den beiden Rotoren auf einen benötigten Wert festzulegen, umfasst.
Des Weiteren kann die obige Aufgabe der vorliegenden Erfindung erhalten werden, indem ein Verfahren zum Einstellen einer Eingriffsspalte zwischen Rotoren eines Schraubenrotorverdichters zur Verfügung gestellt wird, welcher einen eingreifenden Rotor und einen aufnehmenden Rotor innerhalb eines Gehäuses aufweist, wobei beide Rotoren rotiert werden, während ein benötigter, sehr schmaler Spalt aufrechterhalten wird, unter Verwendung von Steuerzahnrädern, welche einzeln an den Rotoren durch Schrumpfsitze befestigt sind, wobei das Verfahren die Schritte des Lösens des Schrumpfsitzes zwischen dem einen der Steuerzähnräder und dem Rotor, welcher das eine der Steuerzahnräder fixiert, während das andere der Steuerzahnräder beschränkt wird; intermittierendes Aufbringen von Drehmomenten auf den Rotor, welcher das eine der Steuerzahnräder fixiert, mittels eines Servomotors; Aufbringen von Drehmomenten vorwärts und rückwärts auf den Rotor während des intermittierenden Aufbringens eines Drehmoments, wobei jedes der Drehmomente größer ist als eine statische Reibungskraft des Antriebssystems des Servomotors und kleiner ist als jedes intermittierend aufgebrachte Drehmoment; Berechnen eines Mittelwerts von relativen Positionen der Rotoren während des Aufbringens der vorwärts und rückwärts gerichteten Dreh momente; und Berechnen eines Befehlswertes für ein intermittierendes Drehmoment, welches als nächstes aufgebracht werden soll, aus einem Unterschied zwischen dem Mittelwert und dem benötigten Wert für den sehr schmalen Spalt zwischen den beiden Rotoren, umfasst.
Weiterhin kann die obige Aufgabe der vorliegenden Erfindung erhalten werden, indem eine Vorrichtung zum Einstellen einer Eingriffsspalte zwischen Rotoren eines Schraubenrotorverdichters zur Verfügung gestellt wird, welcher einen eingreifenden Rotor und einen aufnehmenden Rotor innerhalb eines Gehäuses aufweist, wobei beide Rotoren rotiert werden, während ein benötigter, sehr schmaler Spalt aufrechterhalten wird, unter Verwendung von Steuerzahnrädern, welche einzeln an den Rotoren durch Schrumpfsitze befestigt sind, welches weiter aufweist: ein Mittel zum Ausbringen eines intermittierenden Drehmoments, zum Lösen des Schrumpfsitzes zwischen dem einen der Steuerzahnräder und dem Rotor, welcher das eine der Steuerzahnräder fixiert, während das andere der Steuerzahnräder zurück gehalten wird und Drehmomente intermittierend auf der Basis eines Befehlswertes auf den Rotor aufgebracht wird, welcher das eine der Steuerzahnräder aufweist, durch einen Servomotor; ein Mittel zum Aufbringen eines Vorwärts- und Rückwärts-Drehmoments zum Aufbringen von vorwärts gerichteten und rückwärts gerichteten Drehmomenten auf den Rotor während des Aufbringens von intermittierenden Drehmomenten, wobei jedes der Drehmomente größer als eine statische Reibungskraft des Antriebssystems des Servomotors und kleiner als jedes intermittierend aufgebrachte Drehmoment ist; ein Mittel zum Berechnen des relativen Positionsmittelwerts zum Berechnen eines Mittelwerts von relativen Positionen der Rotoren während des Aufbringens der Vorwärts- und Rückwärts-Drehmomente; und ein Mittel zum Berechnen des intermittierenden Drehmoments zum Berechnen des Befehlswerts eines als nächstes aufzubringenden intermittierenden Drehmoments aus einem Unterschied zwischen dem Mittelwert und dem für den sehr schmalen Spalt zwischen den beiden Rotoren benötigten Wert.
In einer von den Erfindern durchgeführten Studie konnte bestätigt werden, dass ein Schraubenrotorverdichter nicht mit einem benötigten Wert montiert werden konnte. Das heißt, bei der Montage eines Schraubenrotorverdichters, wenn ein Schrumpfsitz zwischen dem einen der Steuerzahnräder und dem Rotor, welcher das andere der Steuerzahnräder fixiert, durch Aufbringen eines Ölhydraulikdrucks zwischen diesen gelöst wurde, während das andere der Steuerzahnräder zurück gehalten wurde, und ein Drehmoment auf den Rotor, welcher das eine der Steuerzahnräder aufweist, mittels eines Servomotors aufgebracht wurde, um den sehr schmalen Spalt zwischen den beiden Rotoren auf einen benötigten Wert festzulegen, wurden die Rotoren in der Zielstellung positioniert unter einer Bedingung, dass der Servomotor betätigt wurde (der sehr schmale Spalt lag in dem benötigten Wert), jedoch hat sich der sehr schmale Spalt zwischen den beiden Rotoren von der Zielposition weg bewegt, wenn der Servomotor angehalten wurde, und folglich konnte der Schraubenrotorverdichter nicht mit dem benötigten Wert montiert werden.
Der in Betracht gezogene Grund ist Folgender. Das heißt, auch wenn der Schrumpfsitz zwischen dem einen der Steuerzahnräder und dem Rotor, welcher das eine der Steuerzahnräder fixiert, durch Ausbringen eines Ölhydraulikdrucks zwischen diesen gelöst wird, besteht immer noch eine Reibung, demzufolge eine hohe Schrumpfkraft, zwischen dem einen der Steuerzahnräder und dem Rotor, welcher das eine der Steuerzahnräder fixiert. Deshalb wird der Rotor, welcher das eine der Steuerzahnräder fixiert, im Zustand des Aufbringens des Drehmoments durch den Servomotor elastisch deformiert. Folglich, wenn der Servomotor angehalten wurde, wurde die elastische Deformation gelöst, wobei der Rotor zu seiner natürlichen Gestalt zurückkehrt und sich der sehr schmale Spalt zwischen den beiden Rotoren von der Zielposition weg bewegt hat.
Das folgende Verfahren wurde angewandt, um das Problem zu lösen. Das heißt, Drehmomente wurden intermittierend auf den Rotor, welcher das eine der Steuerzahnräder fixiert, durch den Servomotor aufgebracht, und der Rotor kehrte in sei ne natürliche Form ohne Aufbringung des Drehmoments zurück, und dann wurde ein Drehmoment, das das nächste Mal aufgebracht werden sollte, auf der Basis einer Position zu diesem Zeitpunkt bestimmt. Für diesen Fall konnte bestätigt werden, dass der Rotor nicht vollständig zu seiner natürlichen Gestalt zurückgekehrt war, da die statische Reibungskraft des Servomotorsystems gegenüber dem in die natürlich Form zurückkehrenden Rotor eine begrenzende Kraft wurde, und ein Fehler hervorgerufen wurde zwischen dem Zielwert eines benötigten, sehr schmalen Spaltes zwischen den beiden Rotoren und dem tatsächlichen Wert eines sehr schmalen Spaltes zwischen den beiden Rotoren, nachdem diese eingestellt wurden.
Daher wird durch Aufbringen von Drehmomenten, von denen jedes größer als eine statische Reibungskraft des Antriebssystems des Servomotors und kleiner als jedes der intermittierend, vorwärts und rückwärts während des Aufbringens der intermittierenden Drehmomente auf den Rotor aufgebrachten Drehmomente ist, ein Mittelwert von relativen Positionen der beiden Rotoren während des Aufbringens der Vorwärts- und Rückwärts-Drehmomente berechnet. Der Mittelwert entspricht einem Mittelwert von Restspannungen in den Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen, welche im Rotor durch die statische Reibungskraft des Servomotors bewirkt werden, was als eine Position des Rotors in einem Zustand ohne elastische Deformation betrachtet werden kann. Deshalb wird durch Berechnen eines Befehlswertes eines als nächstes aufzubringenden intermittierenden Drehmoments von einem Unterschied zwischen dem Mittelwert und dem benötigten Wert für den sehr schmalen Spalt zwischen den beiden Rotoren (einen vorher festgelegten Wert) der sehr schmale Spalt zwischen den beiden Rotoren mit der Zielposition eingestellt, als wenn der Rotor, der das eine der Steuerzahnräder aufweist, sich in einem Zustand ohne elastische Deformation befindet. Dementsprechend ist es möglich, einen Schraubenrotorverdichter zu erhalten, bei welchem der sehr schmale Spalt zwischen den Rotoren auf einen benötigten Wert in einer kurzen Zeit festgelegt werden kann, und welcher hinsichtlich der Zuverlässigkeit der symmetrischen Einstellung und hinsichtlich der Verdichtungsleistung hoch ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Blockdiagramm, welches eine Ausführungsform der Vorrichtung zum Einstellen eines Spaltes zwischen Rotoren eines Schraubenrotorverdichters gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
2 zeigt schematische Ansichten, welche schmale Spalte von Rotoren und Steuerzahnrädern in dem in 1 gezeigten Schraubenrotorverdichter zeigen;
3 ist ein Diagramm, welches einen Zustand zeigt, bei dem die schmalen Spalte der Rotoren und Steuerzahnräder auf eine benötigte symmetrische Einstellposition in dem in 1 gezeigten Schraubenrotorverdichter festgelegt werden;
4 ist ein Software-Flussdiagramm, welches den Prozess des Einstellens eines Spaltes zwischen Rotoren eines Schraubenrotorverdichters gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
5 ist eine Ansicht, welche den Zustand zeigt, bei welchem der Schrumpfsitz des anderen der Steuerzahnräder mit dem Rotor in dem in 4 gezeigten Software-Flussdiagramm gelöst wird;
6 ist ein Graph, der den Zustand erläutert, bei welchem der Schrumpfsitz des anderen der Steuerzahnräder mit dem Rotor in dem in 5 gezeigten Software-Flussdiagramm löst;
7 ist ein Graph, welcher einen Zustand in dem in 4 gezeigten Software-Flussdiagramm zeigt, bei welchem auf den Rotor, welcher das andere der Steuerzahnräder aufweist, mittels eines Servomotors Drehmomente intermittierend aufgebracht werden;
8 ist ein Graph, welcher die Beziehung zwischen der Position des Rotors, welcher das andere der Steuerzahnräder aufweist, und der Zielposition beim intermittierenden Aufbringen eines Drehmomentes, wie in 7 gezeigt, wiedergibt;
9 ist ein Graph, welcher die Beziehung zwischen einer Position des Rotors, welcher das andere der Steuerzahnräder aufweist, und der Zielposition für einen Fall zeigt, bei welchem Drehmomente auf den Rotor durch einen Servomotor intermittierend aufgebracht werden, in dem in 4 gezeigten Software-Flussdiagramm in einer anderen Art und Weise als diejenige der in 7 gezeigten Ausführungsform;
10 ist eine vergrößerte Ansicht des Abschnitts des Steuerzahnrades, die eine Ausführungsform seiner Presspassung eines M-Steuerzahnrades des in 1 gezeigten Schraubenrotorverdichters wiedergibt;
11 sind Ansichten, welche einen rotierenden Zustand des in 10 gezeigten Schraubenrotorverdichters wiedergeben; (a) ist eine teilweise Schnittansicht, (b) ist eine Ansicht, die einen Eingriffszustand der Steuerzahnräder wiedergibt, und (c) ist eine Ansicht, die einen Eingriffszustand des M-Steuerzahnrades und eines äußeren Zahnrades wiedergibt; und
12 sind Ansichten, welche einen rotierenden Zustand des Rotorabschnitts des in 10 gezeigten Schraubenrotorverdichters wiedergeben; (a) ist eine schematische Ansicht, (b) ist eine Ansicht, welche einen Eingriffszustand der Rotoren wiedergibt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf eine Ausführungsform, wie in den beiliegenden Zeichnungen gezeigt, beschrieben werden.
1 ist ein Blockdiagramm, welches einen Schraubenrotorverdichter und ein Gerät zum Einstellen eines Spaltes zwischen Rotoren eines Schraubenrotorverdichters gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Bezug nehmend auf die Figur gibt das Bezugszeichen 1 ein Gehäuse des Schraubenrotorverdichters an, in welchem ein eingreifender Rotor 2 und ein aufnehmender Rotor 3 in der Schubrichtung und in der radialen Richtung durch Kugellager 4, 5 und Rollenlager 6A, 6B, 7A, 7B gelagert sind. Die Bezugszeichen 8A, 8B, 9A, 9B sind Dichtungsringe, das Bezugszeichen 10 ist ein M-Steuerzahnrad ("male"; eingreifend) eines Schraubengetriebes, welches durch Schrumpfen auf einen Achsenendabschnitt (oberes Ende in 1) auf der Zuführseite des aufnehmenden Rotors 2 fixiert ist, das Bezugszeichen 11 ist ein F-Steuerzahnrad ("female"; aufnehmend) des Schraubengetriebes, das durch Aufschrumpfen auf einen Achsenendabschnitt (in ähnlicher Weise, oberes Ende in 1) auf der Zuführseite des aufnehmenden Rotors 3 fixiert ist, und das Bezugszeichen 12 ist ein Antriebsritzel, welches durch Aufschrumpfen auf einen Achsenendabschnitt (unteres Ende in 1) auf der Ansaugseite des aufnehmenden Rotors 2 fixiert ist.
Während eines normalen Betriebs des Schraubenrotorverdichters werden durch Antrieb des Antriebsritzels 12 unter Verwendung einiger Mittel der aufnehmende Rotor 2 und das M-Steuerzahnrad 10 rotiert, und zur gleichen Zeit wird das F-Steuerzahnrad 11 durch das M-Steuerzahnrad 10 angetrieben, um den aufnehmenden Rotor 3 in der entgegengesetzten Richtung zur Rotation des eingreifenden Rotors 2 zu rotieren. Am Endoberflächenabschnitt des Gehäuses 1, welcher beide Steuerzahnräder 10, 11 aufweist, ist ein Halter zur Aufnahme einer auf das Kugellager 4 ausgeübten Schubkraft angebracht. Des Weiteren, obwohl der Schraubenrotorverdichter im Allgemeinen horizontal installiert wird, ist die Längsrichtung in 1 in vertikaler Richtung aus Gründen der vereinfachten Darstellung gezeigt.
2 zeigt schematisch einen Zustand von schmalen Spalten in den Rotoren und in den Steuerzahnrädern des in 1 gezeigten Schraubenrotorverdichters. Ein Eingriffsabschnitt (ein Abschnitt, der von einem Kreis aa) in gestrichelter Linie umgeben ist) des M-Steuerzahnrads und des F-Steuerzahnrads 11 ist durch eine vergrößerte Ansicht in einem Kreis AA gezeigt, und ein Eingriffsabschnitt (ein Abschnitt, der von einem Kreis bb) in gestrichelter Linie umgeben ist) des eingreifenden Rotors 2 und des aufnehmenden Rotors 3 ist durch eine vergrößerte Ansicht in einem Kreis BB gezeigt. Es gibt einen kleinen Spalt B1 der beiden Zahnräder 10, 11 in der vorwärts gerichteten Seite und es gibt einen Spalt B2 in der rückwärts gerichteten Seite. Sehr schmale Spalte G1, G2 sind in der vorwärts gerichteten Seite und der rückwärts gerichteten Seite der beiden Rotoren 2, 3 jeweils festgelegt. Die sehr schmalen Spalte G1, G2 werden durch ein Verschieben der Fixierposition des M-Steuerzahnrads 10 zum eingreifenden Rotor 2 variiert.
Die Position, an welcher das Steuerzahnrad fixiert werden soll, ist in der offengelegten japanischen Patentanmeldung No. 1-155089 wie folgt beschrieben. Als ein Beispiel wird das M-Steuerzahnrad 10 vom eingreifenden Rotor 2 entfernt, der eingreifende Rotor 2 wird vorwärts und rückwärts rotiert, während der aufnehmende Rotor 3 durch das F-Steuerzahnrad 11 gebremst gehalten wird, und eine rotierende Phasendifferenz jedes der Rotoren 2, 3 unter Verwendung von Encodern 21, 22, die jeweils mit den Rotoren 2, 3 verbunden sind, während der Rotationsperiode (im Folgenden wird diese Arbeit als "Messarbeit" bezeichnet) gemessen werden. Dann, indem sehr schmale Spalte G1, G2 für die vorwärts gerichtete Seite und die rückwärts gerichtete Seite der beiden Rotoren unter Verwendung des gemessenen Ergebnisses, durch welches eine gewünschte Verdichtungsleistung erhalten werden kann, berechnet werden, wird das M-Steuerzahnrad 10 am eingreifenden Rotor 2 durch Schrumpfsitz fixiert, so dass es in der Zielposition festgelegt werden kann (im Folgenden wird diese Arbeit als "Einstellarbeit" bezeichnet).
3 zeigt einen Zustand, bei welchem die schmalen Spalte der Rotoren und der Steuerzahnräder auf eine benötigte symmetrische Einstellposition im Schraubenrotorverdichter festgelegt werden.
Bezug nehmend auf 1 bezeichnet das Bezugszeichen 23 ein Zahnrad, um das Antriebsritzel 12 anzutreiben, und das Antriebszahnrad 23 wird durch einen Servomotor eines Direktantriebsmotors 24 (im Folgenden als "DD-Motor" bezeichnet) angetrieben. Der DD-Motor 24 ist an der Bodenendseite des eingreifenden Rotors 2 angeordnet, wo das M-Zahnrad nicht angeordnet ist, und übt intermittie rende Drehmomente auf den eingreifenden Rotor durch das Antriebsritzel 12 aus. Das Bezugszeichen 25 bezeichnet einen Servomotor zum Beschränken oder Bremsen des F-Steuerzahnrads 11 durch ein Zahnrad 25.
Die Vorrichtung zum Einstellen eines Eingriffspaltes zwischen den Rotoren gemäß der vorliegenden Erfindung setzt sich aus einer Vielzahl von Mitteln zusammen, die die folgenden Funktionen aufweisen.

(1) Ein Mittel zum Aufbringen eines intermittierenden Drehmoments zum Lösen des Schrumpfsitzes zwischen einem der Steuerzahnräder und dem Rotor, welche das eine der Steuerzahnräder fixiert, während das andere der Steuerzahnräder zurück gehalten wird, und zum intermittierendes Ausbringen von Drehmomenten auf den Rotor, welcher das eine der Steuerzahnräder aufweist, durch den Servomotor basierend auf Befehlswerten.
(2) Ein Mittel zum Aufbringen von Vorwärss- und Rückwärts-Drehmomenten vorwärts gerichtet und rückwärts gerichtet auf den Rotor während der Aufbringung des intermittierenden Drehmoments, wobei jedes der Drehmomente größer als eine statische Reibungskraft des Antriebsystems des Servomotors und kleiner als jedes intermittierend aufgebrachte Drehmoment ist.
(3) Ein Mittel zum Berechnen des relativen Positionsmittelwertes zum Berechnen eines Mittelwerts der relativen Positionen der Rotoren während des Aufbringens der Vorwärts- und Rückwärts-Drehmomente.
(4) Ein Mittel zum Berechnen eines intermittierenden Drehmoments zum Berechnen des Befehlswertes eines intermittierenden Drehmoments, welches als nächstes aufgebracht werden soll, aus einem Unterschied zwischen dem mittleren Wert und dem benötigten Wert für den sehr schmalen Spalt zwischen den beiden Rotoren.

Die Vielzahl der Mittel, welche die vorhergehend erwähnten Funktionen aufweist, kann durch eine zentrale Steuereinheit 30 (im Folgenden als "MPU" bezeichnet) und ein Programm zum Einstellen eines Eingriffsspaltes zwischen den Rotoren, welches in einer Speichereinheit in der MPU gespeichert ist, realisiert werden.
Gemäß dem Progamm zum Einstellen eines Eingriffspaltes zwischen Rotoren treten Ausgangsimpulse der Encoder 21, 22, welche einzeln mit den Rotoren 2, 3 verbunden sind, in einen Zähler 33 durch Interpolatoren 31, 32 ein, um jeden davon zu splitten, und ein Unterschied von Rotationsphasen der Rotoren 2, 3 wird jeweils in der MPU 30 berechnet. Das Bezugszeichen 34 bezeichnet einen Controller zum Rotieren des DD-Motors 24 in Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen durch einen Servoverstärker 35 während der Messarbeit, und das Bezugszeichen 36 bezeichnet einen D/A-Wandler zum Umwandeln einer Positionsbefehlsausgabe von der MPU 30 während der Einstellarbeit und zum Antreiben des DD-Motors 24 durch den Servoverstärker 35, um den eingreifenden Rotor 2 anzutreiben, so dass der eingreifende Rotor 2 einen benötigten Spalt zum aufnehmenden Rotor 3 aufweist, und das Bezugszeichen 37 bezeichnet einen D/A-Wandler zum Umwandeln einer Drehmoment-Befehlsausgabe von der MPU 30 während der Messarbeit oder während der Einstellarbeit, und zum Antreiben des Servomotors 25 durch einen Servoverstärker 38.
Das Bezugszeichen 41 ist ein Monitor zur Anzeige eines Verarbeitungszustandes in der MPU 30 und das Bezugszeichen 42 ist ein Drucker zur Ausgabe unterschiedlicher Arten von Daten während der Messarbeit und Einstellarbeit. Das Bezugszeichen 51 bezeichnet eine Presspassungs-Spannvorrichtung zum Lösen eines Schrumpfsitzes des M-Steuerzahnrads 10, welches am eingreifenden Rotor 2 fixiert ist, unter Verwendung eines Ölhydraulikdrucks, welcher von einer Ö1-hydraulik-Druckpumpe 53 während einer Messarbeit oder während einer Einstellarbeit zur Verfügung gestellt wird, und das Bezugszeichen 54 ist eine Spannvorrichtung zum Fixieren (Zurückhalten) des M-Steuerzahnrads 10 am Gehäuse 1 während der Einstellarbeit, so dass das M-Steuerzahnrad 10 nicht am eingreifenden Rotor 2 rotiert.
Nachfolgend wird eine Beschreibung eines Verfahrens zum Einstellen eines Spaltes zwischen den Rotoren eines Schraubenrotorverdichters beschrieben werden unter Verwendung der Vorrichtung zum Einstellen eines Eingriffspaltes von Rotoren, wie in 1 gezeigt, Bezug nehmend auf den Ablauf einer Ausführungsform von Software (ein Programm zum Einstellen eines Spaltes zwischen Rotoren) gemäß der vorliegenden Erfindung, wie in 4 gezeigt.
Anfänglich werden in Schritt 1 (im Folgenden als "S" bezeichnet) die unterschiedlichen elektronischen Einheiten, wie beispielsweise die Encoder 21, 22 und die Servomotoren 24, 25 mit dem Hauptkörper des Verdichters verbunden, in welchen das M-Steuerzahnrad 10 nicht am eingreifenden Rotor fixiert ist. Als nächstes wird die folgende Arbeit in S2 durchgeführt.
Die Messarbeit wird durch eine Positionssteuerung des Servomotors 24 unter Verwendung des Controllers 34 durchgeführt. Die Erläuterung wird hier ausgelassen, da die Details in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 1-155089 offenbart sind.
Als nächstes, nachdem das M-Steuerzahnrad 10 am eingreifenden Rotor 2 durch Aufschrumpfen zeitweise fixiert wurde, wird die Presspassungs-Spannvorrichtung 51 am Achsenendabschnitt an der Zuführseite des eingreifenden Rotors 2 (S3) angebracht. 5 zeigt einen Zustand, bei welchem die Presspassungs-Spannvorrichtung 51 am eingreifenden Rotor 2 angebracht ist.
Das Verfahren, um den Zustand von 5 zu erhalten, ist wie folgt. Der untere Schraubenendabschnitt eines Kolbens 51a in der Presspassungs-Spannvorrichtung 51 wird am oberen Endabschnitt des eingreifenden Rotors 2 unter Verwendung einer Schraube befestigt. Ein Zylinder 51b der Presspassungs-Spannvorrichtung 51 wird unter Verwendung einer Schraube am M-Steuerzahnrad 51 fixiert. Dann wird ein Rohr 52 am oberen Endabschnitt des Kolbens 51a unter Verwendung einer Schraube fixiert. Dabei wird durch das M-Steuerzahnrad 10, den Kolben 51a und den Zylinder 51b eine Öldruckkammer 51c unterteilt. Es besteht ein Einlassloch 51d, welches vom oberen Endabschnitt des Kolbens 51a mit der Öldruckkammer 51c kommuniziert und unter Druck stehendes Öl wird der Öldruckkammer 51 von der in 1 gezeigten Öldruckpumpe 53 zugeführt. Die Bereitstellung eines Ölhydraulikdrucks entspricht S4 in 4. In diesem Schritt expandiert der Ölhydraulikdruck in der Öldruckkammer 51c den inneren Durchmesser des aufgeschrumpften Abschnitts des M-Steuerzahnrads 10 am eingreifenden Rotor 2, und das M-Steuerzahnrad 10 und der Zylinder 51b werden nach unten zum eingreifenden Rotor 2 durch den Druckunterschied zwischen dem Ölhydraulikdruck, der in der nach unten gerichteten Richtung auf die Endoberfläche des M-Steuerzahnrads 10 in der Öldruckkammer 51c ausgeübt wird, und dem Ölhydraulikdruck, welcher in der nach oben gerichteten Richtung auf die Endoberfläche des Zylinders 51b ausgeübt wird, bewegt. Dann wird das M-Steuerzahnrad 10 in der Bewegung angehalten, indem es durch das Kugellager 4 blockiert wird, und als Ergebnis kann der in 5 gezeigte Zustand ausgebildet werden.
Darin, da das M-Steuerzahnrad 10 und das F-Steuerzahnrad 11 schraubenförmige Zahnräder sind, müssen diese zusammen entlang eines schraubenförmigen Zahns rotieren, wenn das M-Steuerzahnrad bewegt wird, um den Zustand von 5 auszubilden. Jedoch, wenn das M-Steuerzahnrad 10 rotiert wird, stehen der eingreifende Rotor 2 und der aufnehmende Rotor 3 miteinander in Kontakt und eine Rotation des F-Steuerzahnrads wird gestoppt, da das F-Steuerzahnrad 11 am aufnehmenden Rotor 3 fixiert ist. Deshalb ist das M-Steuerzahnrad 10 geneigt, um den eingreifenden Rotor 2 zu rotieren, jedoch tritt eine Torsion zwischen dem Kontaktpunkt der beiden Steuerzahnräder 10, 11 und dem Kontaktpunkt der beiden Rotoren 2, 3 auf. Der Abschnitt (Spannung) wird aufgrund der Reibungskraft nicht freigegeben und die Spannung bleibt selbst im Zustand von 5 beibehalten.
Als nächstes, in S5 von 4, erfolgt eine Gegenbewegung, d. h., der Spalt zwischen den Steuerzahnrädern 10, 11 wird gemessen. Bei der Messung wird das Steuerzahnrad 11 geringfügig angetrieben unter Verwendung des Servormotors 25, während der eingreifende Rotor 2 unter Verwendung des Servomotors 24 zurückgehalten bleibt, und eine Phasendifferenz zwischen den Ausgangsimpulsen der Encoder 21, 22 und der Gegenbewegung auf das Steuerzahnrad 10 wird in der MPU 30 unter Verwendung des Phasenunterschieds berechnet.
Da die Spalte zwischen den beiden Rotoren 2, 3 und zwischen den beiden Steuerzahnrädern 10, 11 in S2 und S4 gemessen werden, tritt eine benötigte symmetrische Position, wie in 3 gezeigt auf, d. h., G1, G2 werden von einer gewünschten Verdichtungsleistung gegeben. Folglich beginnt die Einstellarbeit, um die Positionsbeziehung der beiden Rotoren 2, 3 auf die Spalte G1 und G2 festzulegen.
Zur Vorbereitung der Einstellarbeit wird in S6 das Steuerzahnrad 10 am Gehäuse 1 unter Verwendung der in 1 gezeigten Befestigungsspannvorrichtung 54 fixiert. Diese Einstellarbeit führt eine Drehmomentsteuerung des Servomotors 24 durch den A/D-Wandler 36 in S7 durch. Zu diesem Zeitpunkt wird das F-Steuerzahnrad 11 zurückgehalten, so dass es nicht innerhalb des Bereichs der Gegenbewegung der Steuerzahnräder rotiert werden kann unter Aufbringung eines Drehmoments in einer Richtung unter Verwendung des Servomotors 25, um die Steuerzahnräder miteinander in Kontakt zu halten.
Die Drehmomentsteuerung des Servomotors 24 wird detailliert unten beschrieben werden.
6 zeigt den Zustand, bei welchem der Schrumpfsitz zwischen dem M-Steuerzahnrad 10 und dem eingreifenden Rotor 2 gelöst wird, was von einem Experiment erhalten wurde, welches von den Erfindern durchgeführt wurde. In 6 stellt die Abszisse den von der Öldruckpumpe 53 auf die in 5 gezeigte Öldruckkammer 51c ausgeübten Ölhydraulikdruck dar, und die Ordinate stellt das gegenseitig rotierende Drehmoment dar, was angibt, bei welch großem Drehmoment das M-Steuerzahnrad 10 anfängt, gegen die Reibungskraft mit dem eingreifenden Rotor 2 gegen den Ölhydraulikdruck zu rotieren, wenn das Drehmoment auf den eingreifenden Rotor 2 unter Verwendung des in 1 gezeigten DD-Motors 24 ausgeübt wird. Mit anderen Worten, selbst wenn der Schrumpfsitz zwischen dem M-Steuerzahnrad 10 und dem eingreifenden Rotor 2 durch Aufbringen eines Ölhydraulikdrucks auf die Öldruckkammer 51c gelöst wird, existiert immer noch eine Reibung und entsprechend eine hohe Schrumpfkraft zwischen dem M-Steuerzahnrad 10 und dem eingreifenden Rotor 2. Es kann verstanden werden, dass auf Grund der Schrumpfkraft der eingreifende Rotor 2 zurückgehalten wird, sich zu drehen und elastisch zu deformieren. Des Weiteren bestehen statische Reibungskräfte zwischen dem Kugellager 4, den Rollenlagern 6A, 6B und dem eingreifenden Rotor 2, sowie zwischen dem eingreifenden Rotor 2 und dem DD-Motor 24.
Basierend auf dieser Tatsache werden in S7 von 4 gemäß der vorliegenden Erfindung intermittierende (stufenförmige) Drehmomente auf den eingreifenden Rotor 2 durch den DD-Motor 24, wie in 7 gezeigt, ausgeübt. Der Drehmoment-Befehlswert V wird durch die MPU 30 bestimmt, indem ein symmetrisches Ziel eines Spaltes zwischen beiden Rotoren 2, 3 (Zielposition) in jedem Schraubenrotorverdichter und einem Mittelwert von relativen Positionen der beiden Rotoren wird während des Aufbringens von Vorwärts- und Rückwärts-Drehmomenten ((b) und ((c) in 7) berechnet, welche größer sind als eine statische Reibungskraft des Antriebssystems des Servomotors und kleiner als jedes der Drehmomente ((a) in 7), die während des Aufbringens eines intermittierenden Drehmoments intermittierend aufgebracht werden, und die charakteristische Kurve ist in 6 gezeigt.
8 zeigt die Rotationsbewegung (Verschiebung) des eingreifenden Rotors 2, wenn die in 7 gezeigten Drehmomente intermittierend aufgebracht werden. In der Figur stellt die Kurve θ1 einen Unterschied zwischen den detektierten Ergebnissen des Encoders 21 und des Encoders 22 dar, und die Kurve θ2 ist eine Umhüllende der Verschiebung des eingreifenden Rotors 2 in dem Zustand, in welchem eine Rotation durch Freigabe der elastischen Deformation des eingreifenden Rotors 2 umgekehrt wird.
In 8 ist der Abschnitt (d) eine Drehbewegung (Verschiebung) des eingreifenden Rotors 2 entsprechend dem intermittierend aufgebrachten Drehmoment (a), die Abschnitte (e) und (f) sind Drehbewegungen des eingreifenden Rotors 2 entsprechend jeweils dem Vorwärts- und dem Rückwärts-Drehmoment (b) und (c). Der Abschnitt (i) ist ein Mittelwert der Drehbewegungen (e) und (f) des eingreifenden Rotors 2.
Nachdem intermittierend Drehmomente ausgeübt wurden, in S8 von 4, berechnet die MPU 30 einen Mittelwert (i) von den Ausgaben der Encoder 21, 22 und bestätigt unter Verwendung der Verschiebung des eingreifenden Rotors 2, welcher von der Kurve θ2 erhalten wird, ob der Mittelwert sich in der symmetrischen Zielposition befindet. Falls sich der Mittelwert nicht in der symmetrischen Zielposition befindet, wird ein Drehmoment-Befehlswert, welcher als nächstes ausgeübt werden soll, basierend auf dem Mittelwert (i) berechnet, d. h. aus dem Unterschied zwischen der Position des eingreifenden Rotors 2 und der Zielposition. Dann kehrt die Verarbeitung zu S7 zurück, um das nächste intermittierende Drehmoment aufzubringen. Deshalb, wie durch die Kurve θ2 gezeigt, wird der eingreifende Rotor 2 durch das intermittierend ausgeübte Drehmoment und die Vorwärts- und Rückwärts-Drehmomente in Richtung der Zielposition angetrieben, wie durch die Kurve θ2 gezeigt. Die gestrichelten Linien in 8 geben eine Toleranz zur Zielposition an. Wenn in S8 beurteilt wird, dass die Position des eingreifenden Rotors 2 sich innerhalb der Toleranz und in der symmetrischen Zielposition befindet, schreitet die Verarbeitung zu S9 weiter. Durch Wiederho lung der Schritte von S7 und S8 fällt der Spalt B1 + B2 von 3 in den Spalt G1 + G2. Als Ergebnis werden sämtliche Spannungen, die zwischen den beiden Rotoren 2, 3, zwischen den Steuerzahnrädern 10, 11 und zwischen dem eingreifenden Rotor 2 und dem M-Steuerzahnrad 10 hervorgerufen werden, freigegeben.
Es kann akzeptiert werden, dass in S7 der Drehmomentbefehl, der als nächstes ausgeübt werden soll, basierend auf der Verschiebung berechnet wird, wenn der Mittelwert sich nicht in der symmetrischen Zielposition befindet, und dass in S8 lediglich unter Verwendung der Verschiebung des eingreifenden Rotors 2 bestätigt wird, ob sich der Mittelwert in der symmetrischen Zielposition befindet. In diesem Fall, da es empirisch bekannt ist, wie oft intermittierende Drehmomentanwendungen benötigt werden, um den Mittelwert in die Toleranz zu bringen, kann ein Benutzer die Zeit vorab definieren, in der die Verarbeitung zu S8 voranschreitet. Zusätzlich dazu sollte programmiert werden, dass die Verarbeitung zu S8 voranschreitet, jedes Mal für den ausführenden Prozess von S7, wenn die Verarbeitung von S8 zu S7 zurückkehrt.
In S9 werden die Presspassungs-Spannvorrichtung 51 und die Befestigungsspannvorrichtung 54 entfernt und die Verarbeitung schreitet zu S10 voran, um den Spalt (Gegenreaktion) der Steuerzahnräder erneut zu messen.
Die möglicherweise während des Befestigens des M-Steuerzahnrads in S4 zwischen dem M-Steuerzahnrad 10 und dem F-Steuerzahnrad 11 und dem eingreifenden Rotor 2 hervorgerufenen Spannungen werden in S5 und S7 freigegeben und das M-Steuerzahnrad 10 und das F-Steuerzahnrad 11 befinden sich in einem freien Zustand zwischen diesen durch symmetrisches Anordnen der beiden Rotoren zur Zielposition. Deshalb wird bei dieser Messung ein Spalt zwischen dem Mund F-Steuerzahnrad 10, 11 durch das gleiche Verfahren wie das Messverfahren in S5 gemessen.
In S11 bestimmt die MPU 30 erneut eine abschließende symmetrische Zielposition aus den gemessenen Werten von S2, S10. In S12 wird die Presspassungs-Spannvorrichtung 51 erneut installiert und in S13 wird Ölhydraulikdruck an das M-Steuerzahnrad 10 durch die Presspassungs-Spannvorrichtung 51 angelegt, um den Schrumpfsitz am eingreifenden Rotor 2, ähnlich wie in S4, zu lösen. Dann wird die Gegenbewegung des Steuerzahnrads gemessen und das M-Steuerzahnrad 10 wird am Gehäuse 1 unter Verwendung der Befestigungsspannvorrichtung 54 in der gleichen Art und Weise wie in S5 und S6 fixiert, obwohl diese Prozesse in der Figur nicht gezeigt sind. Danach werden in S14 und S15 die gleichen Prozesse von S7 und S8 durchgeführt, um die beiden Rotoren 2, 3 auf die in S11 bestimmte abschließende symmetrische Zielposition festzulegen.
Abschließend werden in S16 die Presspassungs-Spannvorrichtung 51 und die Befestigungsspannvorrichtung 54 entfernt, das M-Steuerzahnrad 10 am eingreifenden Rotor 2 durch Schrumpfsitz befestigt, und in S17 ein Spalt zwischen dem Mund dem F-Steuerzahnrädern zum Zwecke der Bestätigung gemessen. In S18 wird ein Ausdruck unter Verwendung des Druckers 42, falls notwendig, gebildet und in S19 werden die Einstelleinheiten, wie beispielsweise die Encoder 21, 22 entfernt. Folglich ist die Serie der Prozesse vervollständigt.
Wie oben beschrieben, kann der Spalt zwischen den Rotoren unter Verwendung der MPU 54 automatisch eingestellt werden, mit der Ausnahme des Anbringens und Wegnehmens der Presspassungs-Spannvorrichtung 51 und der Befestigungsspannvorrichtung 54, und in einem Zustand ohne elastische Deformation.
In 7 wird die Aufbringung des Vorwärts- und des Rückwärts-Drehmoments dadurch durchgeführt, dass zuerst das Vorwärts-Drehmoment (b) und dann das Rückwärts-Drehmoment (c) in S7 und S14 von 4 ausgeübt werden. Jedoch, da dieser Prozess darin liegt, den Mittelwert (i) der Rotationsbewegungen (e) und (f) des eingreifenden Rotors 2, wie in 8 gezeigt, zu erhalten, ist es möglich, das Rückwärts-Drehmoment (c) zuerst und dann das Vorwärts-Drehmoment (b) auszuüben.
Des Weiteren können in S7 und S14, obwohl das Vorwärts-Drehmoment (b) und das Rückwärts-Drehmoment (c) während einer Periode zwischen den Anwendungen des intermittierenden Drehmoments (a) ausgeübt werden, das Vorwärts-Drehmoment (b) und das Rückwärts-Drehmoment (c) für einen Fall eines Schraubenrotorverdichters weggelassen werden, bei welchem der Rotor nur durch die Aufbringung eines intermittierenden Drehmoments in seine natürliche Gestalt zurückgebracht werden kann.
9 zeigt eine Rotationsbewegung (Verschiebung) des eingreifenden Rotors 2 für einen Fall, in welchem nur das intermittierende Drehmoment aufgebracht wurde und das Vorwärts- und das Rückwärts-Drehmoment weggelassen wurden.
In 9 gibt die Kurve θ1 den Unterschied zwischen den detektierten Ergebnissen des Encoders 21 und des Encoders 22 an, und die Kurve θ2 ist eine Umhüllende einer Verschiebung des eingreifenden Rotors 2 im Zustand, in welchem eine Rotation durch Freigabe der elastischen Deformation im eingreifenden Rotor 2 umgekehrt wurde.
In diesem Fall, in S8 und S15 von 4, wurde unter Verwendung einer Verschiebung des eingreifenden Rotors 2, welche von der Kurve θ2 unter einer Bedingung erhalten wurde, bei welcher das Drehmoment nicht auf den eingreifenden Rotor 2 ausgeübt wurde, bestätigt, ob der Mittelwert sich in der symmetrischen Zielposition befindet. Falls sich der Mittelwert nicht in der symmetrischen Zielposition befindet, wird ein Drehmoment-Befehlswert, basierend auf dem Mittelwert berechnet, d. h. aus dem Unterschied zwischen der Position des eingreifenden Rotors 2 und der Zielposition. Dann kehrt die Verarbeitung im Fall von S8 zu S7 und im Fall von S15 zu S14 zurück, um das nächste intermittierende Drehmoment auszuüben. Dabei wird der eingreifende Rotor 2 in Richtung der Zielposition an getrieben. Die anderen Prozesse werden hier weggelassen, da sie die gleichen sind wie in 4.
Das Presspassen des M-Steuerzahnrads, wie es durch S4 von 4 gezeigt ist, wird unten beschrieben.
In einem Fall, in welchem das M-Steuerzahnrad 10 mit einer Presspassung am eingreifenden Rotor 2 befestigt ist, nachdem das F-Steuerzahnrad 11 am aufnehmenden Rotor 3 mittels Presspassung (Einfügung) befestigt wurde, da die Steuerzahnräder 10, 11 schraubenförmige Zahnräder sind, werden beide Steuerzahnräder 10, 11 zusammen gegen den Uhrzeigersinn gedreht, während sie entlang der schraubenförmigen Zähne gleiten. Deshalb sind der eingreifende Rotor 2 und der aufnehmende Rotor 3, welche nicht in der Axialrichtung bewegt werden können, einige Zeit miteinander in Kontakt (was im Folgenden als "Zusammenstoß" bezeichnet wird) und die Rotoren 2, 3 verspannen sich.
Wenn der Zusammenstoß auftritt, wirken übermäßig große Kräfte zwischen den Rotoren 2, 3 und zwischen den Steuerzahnrädern 10, 11. Deshalb besteht die Möglichkeit, dass Probleme dahingehend verursacht werden, dass Schaden in den Rotoren 2, 3 und in den Steuerzahnrädern 10, 11 auftritt, dass Schaden in jedem der Lager, wie in 1 gezeigt, und in anderen nicht gezeigten Lagern auftreten kann, und dass sich der axiale Bereich zwischen den Rotoren 2, 3 streckt.
Wenn die symmetrische Einstellung unter einer Bedingung durchgeführt wird, in der Schrumpfen zwischen dem eingreifenden Rotor 2 und dem M-Steuerzahnrad 10 durch Aufbringung eines Öldrucks gelöst und das M-Steuerzahnrad 10 am Gehäuse 1 mit der Spannvorrichtung 54 fixiert wird, wird das M-Steuerzahnrad 10 in der herkömmlichen Technologie manchmal gekippt.
Das heißt, wenn die Schraube der Spannvorrichtung 54 befestigt wird, wirkt eine Kraft auf den eingreifenden Rotor 2 in der Richtung, welche in einem rechten Winkel die Axialrichtung der Rotoren 2, 3 schneidet, um das M-Steuerzahnrad 10 zu kippen, und das M-Steuerzahnrad wird dadurch in der radialen Richtung und in der Schubrichtung an der Eingriffsposition der Steuerzahnräder 10, 11 verschoben. Als ein Ergebnis wird das F-Steuerzahnrad 11 rotiert. Da der aufnehmende Rotor 3 ebenso mit der Rotation des F-Steuerzahnrades 10 rotiert wird, befinden sich die Rotoren 2, 3 untereinander in Kontakt in Abhängigkeit der Größe der Rotation. Da der Spalt (Gegenbewegung) zwischen den Rotoren 2, 3 so klein ist wie einige zehntel Mikrometer (äquivalent zu 0,15° in Drehwinkelangabe) hat selbst eine sehr kleine Kippbewegung einen negativen Effekt auf die Genauigkeit der symmetrischen Einstellung.
10 zeigt eine Ausführungsform der Presspassung eines M-Steuerzahnrads.
Bezug nehmend auf die 10 bezeichnet das Bezugszeichen 61 ein äußeres Zahnrad, welches eine alternative Spannvorrichtung der Spannvorrichtung 54, wie in 1 gezeigt, ist und das Bezugszeichen 62 ist ein DD-Motor zum Antrieb des äußeren Zahnrads 61.
Der Prozess zum Befestigen des M-Steuerzahnrads 10, des Kolbens 51a und des Zylinders 51b der Presspassungs-Spannvorrichtung 51 ist der gleiche wie der Prozess im Zustand von 5. Das heißt, der untere Schraubenendabschnitt eines Kolbens 51a in der Presspassungs-Spannvorrichtung 51 wird an dem oberen Endabschnitt des eingreifenden Rotors 2 unter Verwendung einer Schraube befestigt. Ein Zylinder 51b der Presspassungs-Spannvorrichtung 51 wird am M-Steuerzahnrad 51 unter Verwendung einer Schraube fixiert. Dann wird ein Rohr 52 am oberen Endabschnitt des Kolbens 51a unter Verwendung einer Schraube fixiert. Dabei unterteilt sich eine Öldruckkammer 51c durch das M-Steuerzahnrad 10, den Kolben 51a und den Zylinder 51b.
Andererseits steht das äußere Zahnrad 61 mit dem M-Steuerzahnrad 10 in Eingriff.
Als nächstes wird ein gleicher Ölhydraulikdruck auf das M-Steuerzahnrad 10 wie bei einer herkömmlichen Presspassung ausgeübt, um den Schrumpfsitz durch Aufweiten des inneren Durchmessers zu lösen, und zur gleichen Zeit wird eine Schubkraft in Richtung des Einfügens (Presspassung), wie durch den Pfeil A in 11 gezeigt, ausgeübt. Dabei gelangt das M-Steuerzahnrad 10 in Eingriff mit den schraubenförmigen Zähnen des F-Steuerzahnrads 11. Zu diesem Zeitpunkt wird das M-Steuerzahnrad 10 unter Verwendung des äußeren Zahnrads 61, wie durch den Pfeil D in 11 gezeigt, rotiert. Dann wird das M-Steuerzahnrad 10, wie durch den Pfeil E gezeigt, rotiert und bewegt und in Kipprichtung der schraubenförmigen Zähne des F-Steuerzahnrads 11 verspannt. Der DD-Motor 62 und das äußere Zahnrad 61 werden in Übereinstimmung mit der Bewegungsgeschwindigkeit des M-Steuerzahnrads 10, wie durch den Pfeil F gezeigt, bewegt, so dass die Rotationskraft ausreichend vom äußeren Zahnrad 61 zum M-Steuerzahnrad 10 übertragen wird. Dadurch wird das M-Steuerzahnrad 10 auf den eingreifenden Rotor 2 mittels Presspassung gefügt, indem das äußere Zahnrad 61, wie in 11(c) gezeigt, gedrückt wird, während die beiden Steuerzahnräder 10, 11 einen Spalt, wie in 11(b) gezeigt, beibehalten. Des Weiteren wird der eingreifende Rotor 2 das Rotieren anfangen, wenn das M-Steuerzahnrad 10 am eingreifenden Rotor 2 mittels Presspassung befestigt wird, jedoch befinden sich die Rotoren 2, 3 nicht miteinander in Kontakt, wie in 12(b) gezeigt, durch Aufbringen eines Drehmoments in der durch den Pfeil G angegebenen Richtung entgegengesetzt zur Drehrichtung des M-Steuerzahnrads 10 unter Verwendung des DD-Motors 24, wie schematisch in 12(a) gezeigt.
Um die Bewegungsgeschwindigkeit des M-Steuerzahnrads 10 in der Richtung A mit der Bewegungsgeschwindigkeit des äußeren Zahnrads 61 in der Richtung F anzupassen, ist ein Positionssensor im Öldruckzylinder 51b angebracht und die Bewegungen des äußeren Zahnrads 61 und des DD-Motors 62 werden unter Verwendung des detektierten Ergebnisses gesteuert. Der Drehwinkel des äußeren Zahnrads 61 in Richtung der Richtung D, d. h. der Steueranteil des DD-Motors 62, kann aus der Bewegungsgeschwindigkeit des äußeren Zahnrads 61 in Richtung der Richtung F basierend auf dem Schrägwinkel des M-Steuerzahnrads 10 bestimmt werden.
Obwohl der Encoder 21, der eine Rotation des eingreifenden Rotors detektiert, in 12(a) nicht gezeigt ist, werden die zwei Werte der Drehwinkel θ1 und θ2, die durch die Encoder 21, 22 detektiert werden, gemessen, und der Unterschied der zwei Werte wird berechnet. Wenn das berechnete Ergebnis größer als die Gegenbewegung zwischen dem Zahnrad 26 und dem F-Steuerzahnrad 11 ist, wird beurteilt, dass der Zusammenstoß auftritt. Es ist ebenso möglich, aus dem positiven oder negativen Vorzeichen des berechneten Ergebnisses die Richtung des Zusammenstoßes zu beurteilen. Anstatt den Drehwinkel θ2 unter Verwendung des Encoders 22 zu detektieren, ist es möglich, einen Encoder im Servomotor 25 bereitzustellen und die Ausgabe zu verwenden.
Die symmetrische Einstellung der beiden Rotoren 2, 3 wird unten beschrieben werden.
In der symmetrischen Einstellung wird der aufnehmende Rotor 3 durch den Servomotor 25, der nicht rotiert wird, gebremst, und der eingreifende Rotor 2 wird durch den DD-Motor 24 in Drehung versetzt. In diesem Fall wird das M-Steuerzahnrad 10 durch den DD-Motor 62 durch das äußere Zahnrad 61, welches nicht rotiert wird, gebremst. Das heißt, indem der DD-Motor 62 durch Aufbringen einer Bremswirkung während der symmetrischen Einstellung angehalten wird, wird das mit dem äußeren Zahnrad 61 in Eingriff stehende M-Steuerzahnrad 10 ebenfalls in der Drehrichtung zurückgehalten, so dass ein Eingriffsproblem des M-Steuerzahnrads 10 und des F-Steuerzahnrads 11 nicht in Erscheinung tritt. Bei diesem Klemmen wird keine zusätzliche äußere Kraft, um den Abstand zwischen den Achsen zu verändern, auf das M-Steuerzahnrad 10 aufgebracht, und dementsprechend wird die Genauigkeit der symmetrischen Einstellung nicht negativ beeinflusst.
Obwohl das F-Steuerzahnrad 11 auf dem aufnehmenden Rotor 3 vor dem Befestigen des M-Steuerzahnrads 10 in den vorhergehend erwähnten Ausführungsformen mittels einer Presspassung mit einer Presspassung befestigt wird, kann das M-Steuerzahnrad 10 am eingreifenden Rotor 2 vor dem Befestigen des F-Steuerzahnrads 11 am aufnehmenden Rotor 3 mittels Presspassung befestigt werden. Des Weiteren kann die symmetrische Einstellung durchgeführt werden, indem der eingreifende Rotor 2 unter Verwendung des DD-Motors 24 zurückgehalten wird, und ein Drehmoment auf den aufnehmenden Rotor 3 unter Verwendung des Servormotors 25 oder des DD-Motors 62 ausgeübt wird.
Wie oben beschrieben, ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, einen Spalt von Rotoren eines Schraubenrotorverdichters einzustellen, ohne Probleme zu verursachen, wie beispielsweise das Auftreten von Rissen in den Steuerzahnrädern, Schäden an den Lagern und aufweitender Achsenabstand zwischen den Rotoren.
Des Weiteren ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, einen Spalt von Rotoren eines Schraubenrotorverdichters einzustellen, ohne die Genauigkeit der symmetrischen Einstellung negativ zu beeinflussen.
Des Weiteren ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, einen sehr schmalen Spalt zwischen den Rotoren auf einem gewünschten Wert innerhalb einer kurzen Zeitdauer festzulegen und einen Schraubenrotorverdichter bereitzustellen, welcher eine hohe Zuverlässigkeit hinsichtlich der symmetrischen Einstellung und eine hohe Verdichtungsleistung aufweist.

Claims

Verfahren zum Einstellen einer Eingriffsspalte (G1, G2) zwischen Rotoren (2, 3) eines Schraubenrotorverdichters, welcher einen eingreifenden Rotor (2) und einen aufnehmenden Rotor (3) innerhalb eines Gehäuses (1) aufweist, wobei beide Rotoren (2, 3) rotiert werden, während ein benötigter, sehr schmaler Spalt zwischen diesen aufrechterhalten wird, unter Verwendung von Steuerzahnrädern (10, 11), welche einzeln an den Rotoren (2, 3) durch Schrumpfsitze befestigt sind, aufweisend den Schritt des Aufbringens von Drehmomenten auf den Rotor (2), um den sehr schmalen Spalt zwischen den Rotoren (2, 3) auf einen benötigten Wert festzulegen, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehmomente aufgebracht werden, indem der Schrumpfsitz zwischen einem der Steuerzahnräder (10) und des Rotors (2), auf welchem eines der Steuerzahnräder (10) montiert ist, gelöst wird, jedoch noch eine Reibung zwischen einem der Steuerzahnräder (10) und dem Rotor (2), auf welchem eines der Steuerzahnräder (10) montiert ist, aufrechterhalten wird, während eine Bewegung des anderen der Steuerzahnräder (11) eingeschränkt wird, wobei die Drehmomente stufenförmige Drehmomente sind, welche in Intervallen unter Verwendung eines Servomotors (24) aufgebracht werden.
Verfahren zum Einstellen einer Eingriffsspalte (G1, G2) zwischen Rotoren (2, 3) eines Schraubenrotorverdichters nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während der Aufbringung der stufenförmigen Drehmomente auf den Rotor (2), auf welchem eines der Steuerzahnräder (10) montiert ist, ein Drehmomentwert, der das nächste Mal aufgebracht werden soll, durch eine Differenz zwischen einer Position des Rotors (2) ohne Aufbringung des Drehmoments und einer Zielposition bestimmt wird, um den sehr schmalen Spalt (G1, G2) zwischen den Rotoren (2, 3) auf den benötigten Wert festzulegen.
Verfahren zum Einstellen einer Eingriffsspalte (G1, G2) zwischen Rotoren (2, 3) eines Schraubenrotorverdichters nach Anspruch 1, wobei das Verfahren des Weiteren die Schritte aufweist: Aufbringen von Drehmomenten (7(b), 7(c)), in Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen auf den Rotor (2) während der Anwendung der stufenförmigen Drehmomente, wobei die Drehmomente (7(b), 7(c)) größer sind als eine statische Reibungskraft des Antriebssystems des Servomotors (24) und kleiner sind als jedes der aufgebrachten stufenförmigen Drehmomente (7(a)); Berechnen eines mittleren Wertes der relativen Positionen der Rotoren (2, 3) während der Aufbringung der vorwärts und rückwärts aufgebrachten Drehmomente; und Berechnen eines Befehlswerts eines stufenförmigen Drehmoments, welches als nächstes aufgebracht werden soll, aus einer Differenz zwischen dem mittleren Wert und dem benötigten Wert für den sehr schmalen Spalt (G1, G2) zwischen den Rotoren (2, 3).
Verfahren zum Einstellen einer Eingriffsspalte (G1, G2) zwischen Rotoren (2, 3) eines Schraubenrotorverdichters nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufbringen des vorwärts aufgebrachten Drehmoments nach dem Aufbringen des rückwärts aufgebrachten Drehmoments durchgeführt wird.
Verfahren zum Einstellen einer Eingriffsspalte (G1, G2) zwischen Rotoren (2, 3) eines Schraubenrotorverdichters nach Anspruch 1, bei welchem je des der Steuerzahnräder (10, 11) ein schräg verzahntes Zahnrad ist, wobei das Verfahren des Weiteren die Schritte aufweist: Fixieren eines ersten Steuerzahnrads (11), welches vorab mittels einer Presspassung fixiert wurde, so dass es nicht rotiert werden kann; Eingreifen eines zweiten Steuerzahnrades (10), welches später als das erste Steuerzahnrad (11) mittels einer Presspassung fixiert werden soll, mit den Schrägverzahnungen eines äußeren Zahnrads (61); Rotieren des zweiten Steuerzahnrads (10) in der Richtung, in welcher das erste und das zweite Steuerzahnrad (10, 11) miteinander in Eingriff stehen unter Verwendung des äußeren Zahnrads; und zur gleichen Zeit, Fixieren des Rotors (2), welcher mittels einer Presspassung in dem zweiten Steuerzahnrad (10) fixiert werden soll, so dass er nicht rotiert werden kann.
Verfahren zum Einstellen einer Eingriffsspalte (G1, G2) zwischen Rotoren (2, 3) eines Schraubenrotorverdichters nach Anspruch 5, wobei das Verfahren des Weiteren die Schritte aufweist: Bereitstellen eines Direktantriebmotors (24, 25) und einer Codiereinrichtung (21, 22) an jedem der Rotoren (2, 3), welcher mittels einer Presspassung mit dem ersten Steuerzahnrad (11) befestigt wurde mit dem Rotor (3) und welcher mit dem zweiten Steuerzahnrad (10) mittels einer Presspassung später befestigt werden soll; Fixieren der Rotoren (2, 3), so dass sie nicht rotiert werden können, durch Steuern jedes der Direktantriebmotoren (24, 25) unter Verwendung der Ausgangsleistung von jeder der Codiereinrichtungen (21, 22).
Verfahren zum Einstellen einer Eingriffsspalte (G1, G2) zwischen Rotoren (2, 3) eines Schraubenrotorverdichters nach Anspruch 5, wobei das Verfahren des Weiteren die Schritte aufweist: Lösen des Schrumpfsitzes zwischen dem zweiten Steuerzahnrad (10) und dem Rotor (2), auf welchem das zweite Steuerzahnrad (10) montiert ist; Anhalten der Rotation des zweiten Steuerzahnrads (10) unter Verwendung des äußeren Zahnrads, welches mit dem zweiten Steuerzahnrad (10) in Eingriff steht; und Einstellen des schmalen Spalts (G1, G2) zwischen dem eingreifenden und dem aufnehmenden Rotor (2, 3) unter Verwendung des mit dem Rotor (2) gekoppelten Direktantriebmotors (24).
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7 zum Einstellen einer Eingriffsspalte (G1, G2) zwischen Rotoren (2, 3) eines Schraubenrotorverdichters, welcher einen eingreifenden Rotor (2) und einen aufnehmenden Rotor (3) im Inneren eines Gehäuses (1) aufweist, wobei beide Rotoren (2, 3) rotiert werden, während ein benötigter, sehr schmaler Spalt (G1, G2) zwischen diesen aufrechterhalten wird unter Verwendung von Steuerzahnrädern (10, 11), welche einzeln an den Rotoren (2, 3) durch Schrumpfsitze befestigt sind, gekennzeichnet durch ein Mittel (30) zum Ausbringen eines stufenförmigen Drehmoments, welches mit dem Rotor (2) zum Aufbringen von stufenförmigen Drehmomenten auf den Rotor (2) verbunden ist, auf welchem eines der Zahnräder (10) basierend auf Befehlswerten auf einem Servomotor (24) montiert ist.
Vorrichtung zum Einstellen einer Eingriffsspalte (G1, G2) zwischen Rotoren (2, 3) eines Schraubenrotorverdichters nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (30) zum Aufbringen eines stufenförmigen Drehmoments ein Mittel zum Berechnen eines stufenförmigen Drehmoments zum Berechnen des Befehlswerts des stufenförmigen Drehmoments, welches das nächste Mal aufgebracht werden soll, aufweist aus einem Unterschied zwischen einer Position des Rotors (2) ohne Aufbringen des Drehmoments und einer Zielposition, um den sehr schmalen Spalt zwischen den Rotoren (2, 3) auf einen benötigten Wert festzulegen.
Vorrichtung zum Einstellen einer Eingriffsspalte (G1, G2) zwischen Rotoren (2, 3) eines Schraubenrotorverdichters nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel (30) zum Aufbringen eines stufenförmigen Drehmoments Mittel (30) zum Aufbringen von Vorwärts- und Rückwärtsdrehmomenten aufweist zum Aufbringen von Drehmomenten in Vorwärts- und Rückwärtsrichtungen auf den Rotor (2) während der Aufbringung des stufenförmigen Drehmoments, wobei jedes der vorwärts und rückwärts aufgebrachten Drehmomente größer als eine statische Reibungskraft des Antriebssystems des Servomotors (24) und kleiner als jedes aufgebrachte stufenförmige Drehmoment ist; Mittel zum Berechnen des relativen Positionsmittelwerts zum Berechnen eines Mittelwerts der relativen Positionen der Rotoren (2, 3) während des Aufbringens der vorwärts und rückwärts aufgebrachten Drehmomente; und Mittel zum Berechnen eines stufenförmigen Drehmoments zum Berechnen des Befehlswerts eines stufenförmigen Drehmoments, welches das nächste Mal aufgebracht werden soll, aus einem Unterschied zwischen dem mittleren Wert und einem benötigten Wert für den sehr schmalen Spalt zwischen den Rotoren (2, 3).
Vorrichtung zum Einstellen einer Eingriffsspalte (G1, G2) zwischen Rotoren (2, 3) eines Schraubenrotorverdichters nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (2) einen Endabschnitt aufweist, welcher einem Endabschnitt gegenüberliegt, an welchem eines der Steuerzahnräder (10) angebracht ist, auf welches die stufenförmigen Drehmomente und die Vorwärts- und Rückwärtsdrehmomente aufgebracht werden.