ITMI961157A1 - Un compressore del tipo a coclea con mezzo per la prevenzione della rotazione rinforzato - Google Patents

Abstract

Un compressore del tipo a coclea avente una unità di alloggiamento nella quale sono accolti un elemento di coclea mobile e un elemento di coclea stazionario in una relazione tale per cui l'elemento di coclea mobile orbita intorno al centro dell'elemento di coclea stazionario. Il compressore del tipo a coclea è inoltre dotato di una unità per la prevenzione della rotazione meccanicamente rinforzata che serve a impedire la rotazione dell'elemento di coclea mobile intorno al suo proprio asse, e l'unità per la prevenzione della rotazione presenta una prima spina stazionaria fissata ad una faccia terminale interna dell'unità di alloggiamento e una seconda spina mobile fissata ad una faccia terminale di una piastra di base dell'elemento di coclea mobile, ed un anello impegnato con il primo e il secondo anello. Lo spessore T1 tra la circonferenza esterna della prima spina e il bordo interno della faccia terminale interna dell'unità di alloggiamento è stabilito che sia uguale o maggiore di 2,4 mm. Lo spessore T2 tra la circonferenza esterna della seconda spina e la circonferenza esterna della piastra di base dell'elemento di coclea mobile è stabilito che sia uguale a o maggiore di 2,7 mm. Lo spessore T3 della parete radiale dell'anello tra le sue superfici cilindriche esterna ed interna è stabilito che sia uguale a o maggiore di 1,7 mm.

Description

Descrizione dell'invenzione avente per titolo:

"UN COMPRESSORE DEL TIPO A COCLEA CON MEZZO PER LA PREVENZIONE DELLA ROTAZIONE RINFORZATO"

DESCRIZIONE

SFONDO DELL'INVENZIONE

1. Campo dell'invenzione

La presente invenzione riguarda un compressore del tipo a coclea avente un elemento di coclea stazionario e un elemento di coclea mobile o orbitante e, più in particolare, un mezzo per la prevenzione della rotazione migliorato per impedire la rotazione dell'elemento di coclea mobile e per permettere un movimento orbitale dell'elemento di coclea mobile.

2. Descrizione dell'arte correlata

In generale, un compressore del tipo a coclea include un alloggiamento nel quale sono sistemati un elemento di coclea stazionario avente una piastra di base fissa e un elemento a spirale o del ravvolgimento fissato ad una faccia terminale della piastra di base fissa, e un elemento di coclea mobile avente una piastra di base e un elemento a spirale o a inviluppo mobile fissato in una faccia terminale della piastra di base in modo tale che gli elementi a spirale dell'elemento di coclea stazionario e dell'elemento di coclea mobile siano reciprocamente impegnati uno con l'altro a definire camere di compressione con la forma di tasche che si muovono da una porzione esterna dell'elemento di coclea stazionario e dell'elemento di coclea mobile verso il centro di ambedue gli elementi. Per la precisione, quando l'elemento di coclea mobile orbita intorno al centro dell'elemento di coclea stazionario, le camere di compressione a forma di tasca vengono spostate gradualmente dalla porzione esterna degli elementi a spirale impegnati sia dell'elemento di coclea stazionario che dell'elemento di coclea mobile verso il centro di ambedue gli elementi in modo da comprimere un fluido, che tipicamente è un gas refrigerante.

Il compressore del tipo a coclea precedentemente citato è convenzionalmente provvisto di un mezzo per la prevenzione della rotazione che serve ad impedire che l'elemento di coclea mobile venga fatto ruotare intorno al suo proprio asse e a permettere allo stesso di eseguire un movimento orbitante intorno al centro dell'elemento di coclea stazionario. Un tipico mezzo per la prevenzione della rotazione è rivelato nella domanda di brevetto giapponese non esaminato con pubblicazione [Kokai] No. 62-199983, che include una pluralità di complessi a spina ed anello ciascuno dei quali è provvisto di una prima spina attaccata in modo fisso alla piastra di base dell'elemento di coclea mobile, una seconda spina differente attaccata in modo fisso ad una parete interna dell'alloggiamento di fronte alla piastra di base dell'elemento di coclea mobile, e un elemento anulare sistemato di precisione intomo ad estremità esterne della prima e della seconda spina. In questo modo, quando l'elemento di coclea mobile orbita intorno all'asse centrale dell'elemento di coclea stazionario, le prime spine dei complessi a spine e ad anelli attaccate all'elemento di coclea mobile ruotano intorno alle seconde spine attaccate alla parete interna dell'alloggiamento sotto il controllo da parte dell'elemento ad anello. In questo modo, si impedisce all'elemento di coclea mobile di ruotare intorno al proprio asse, mentre gli viene permesso di orbitare intorno al centro dell'elemento di coclea stazionario.

Ciò nonostante, nel compressore del tipo a coclea provvisto del mezzo per la prevenzione della rotazione convenzionale, quando il compressore viene fatto funzionare in condizioni tali per cui un refrigerante allo stato liquido ritorna da un sistema di refrigerazione esterno verso il compressore, il compressore è sottoposto ad un carico elevato dovuto alla compressione del refrigerante allo stato liquido, e viene applicato un elevato momento torcente ai complessi a spina e anello del mezzo per la prevenzione della rotazione. Pertanto, può presentarsi un problema consistente nel fatto che la carcassa (alloggiamento), le estremità esterne di spine rispettive del mezzo per la prevenzione della rotazione attaccate alla piastra di base dell'elemento di coclea mobile, e gli anelli del mezzo per la prevenzione della rotazione possono venire danneggiati o rotti.

SOMMARIO DELL'INVENZIONE

Pertanto, un oggetto della presente invenzione è quello di portare rimedio al problema citato più su incontrato nel mezzo per la prevenzione della rotazione convenzionale di un compressore del tipo a coclea.

Un altro oggetto della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un compressore del refrigerante del tipo a coclea provvisto di un mezzo per la prevenzione della rotazione che è rinforzato in modo da avere una resistenza meccanica sufficiente per proteggere le spine e gli anelli del mezzo per la prevenzione della rotazione contro danni e rotture.

Un oggetto ulteriore della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un mezzo per la prevenzione della rotazione per un elemento di coclea mobile di un compressore del tipo a coclea includente una pluralità di complessi a spina ed anello disposti tra un alloggiamento del compressore e l'elemento di coclea mobile e protetti contro danni e rotture anche quando il compressore viene fatto funzionare in una condizione di carico eccessivamente grande.

Ancora un ulteriore oggetto della presente invenzione è quello di mettere a disposizione un compressore del tipo a coclea provvisto di un mezzo per la prevenzione della rotazione meccanicamente rinforzato per un elemento di coclea mobile, e un contrappeso che è migliorato in modo da permettere al mezzo per la prevenzione della rotazione rinforzato di essere sistemato all'intemo del compressore, e allo stesso tempo tale da controbattere in modo sufficiente una forza centrifuga generata dal movimento orbitante dell'elemento di coclea mobile.

Secondo la presente invenzione, viene messo a disposizione un compressore del tipo a coclea includente:

un mezzo di alloggiamento che definisce al suo interno una camera in cui è accolto un meccanismo di compressione e che è dotato di una faccia terminale interna predeterminata,

un elemento di coclea stazionario accolto nella camera del mezzo di alloggiamento ed avente una piastra di base stazionaria posizionata in modo tale da essere distanziata dalla faccia terminale interna predeterminata del mezzo di alloggiamento ed un elemento a spirale o ad avvolgimento stazionario attaccato alla piastra di base stazionaria,

un elemento di coclea mobile accolto nella camera del mezzo di alloggiamento ed avente una piastra di base mobile posizionata in modo da essere adiacente alla faccia terminale interna predeterminata del mezzo di alloggiamento su una delle sue opposte facce terminali e un elemento a spirale o ad avvolgimento mobile attaccato in modo integrale all'altra delle facce terminali opposte della piastra di base mobile, l'elemento di coclea stazionario e l'elemento di coclea mobile essendo impegnati uno con l'altro in modo da definire una pluralità di camere di compressione ira di essi per comprimere un refrigerante,

un mezzo di azionamento per azionare l'elemento di coclea mobile in modo tale che esso orbiti intorno ad un centro dell'elemento di coclea stazionario per provocare in questo modo uno spostamento della pluralità di camere di compressione da una porzione esterna ad una porzione centrale dei rispettivi elementi a spirale dell'elemento di coclea stazionario e dell'elemento di coclea mobile, lo spostamento delle camere di compressione comprimendo gradualmente un refrigerante, e un mezzo per la prevenzione della rotazione per impedire all'elemento di coclea di venire fatto ruotare intorno al suo proprio asse quando l'elemento di coclea mobile orbita intorno al centro dell'elemento di coclea stazionario, il mezzo per la prevenzione della rotazione includendo una pluralità di coppie di spine distanziate in direzione angolare, ciascuna coppia di spine avendo una prima spina, attaccata in modo fisso alla faccia interna piatta predeterminata del mezzo di alloggiamento in modo tale da essere distanziate una dall'altra, e una seconda spina attaccata in modo fisso ad una faccia terminale della piastra di base mobile dell'elemento di coclea mobile, la prima e la seconda spina essendo disposte in modo da essere parallele una all'altra, ed una pluralità di anelli sistemati intorno alla pluralità di coppie di spine in modo tale da collaborare con le spine per impedire in questo modo la rotazione dell'elemento di coclea mobile,

in cui la pluralità di prime spine del mezzo per la prevenzione della rotazione fissate alla faccia interna piatta predeterminata del mezzo di alloggiamento sono disposte in modo da essere distanziate radialmente da un bordo circolare interno della faccia interna piatta predeterminata che si estende intorno alla camera del mezzo di alloggiamento, lo spessore del mezzo di alloggiamento misurato tra una superficie esterna delle rispettive prime spine e il bordo circolare interno della faccia interna piatta predeterminata essendo predeterminato che sia uguale a o maggiore di 2,4 mm.

La predeterminazione dello spessore del mezzo di alloggiamento viene effettuata sulla base di un'analisi sperimentale di un carico applicato alle rispettive prime spine del mezzo per la prevenzione della rotazione, e le rispettive prime spine possono essere rinforzate meccanicamente in modo da impedire che vengano danneggiate o rotte anche sotto una condizione di màrcia usuale del compressore, come una condizione nella quale è necessario comprimere un refrigerante allo stato liquido.

Inoltre, secondo la presente invenzione, la pluralità di seconde spine del mezzo per la prevenzione della rotazione fissate alla faccia terminale della piastra di base mobile dell'elemento di coclea mobile sono disposte in modo da essere distanziate radialmente da un bordo esterno sostanzialmente circolare della piastra di base mobile, lo spessore della piastra di base mobile definito tra una superficie esterna delle rispettive seconde spine e il bordo circolare esterno della piastra di base mobile essendo predeterminato che sia uguale a o maggiore di 2,7 mm.

La predeterminazione dello spessore della piastra di base mobile sulla sua porzione esterna viene di nuovo effettuata sulla base di un'analisi sperimentale di un carico applicato alle seconde spine del mezzo per la prevenzione della rotazione. In questo modo, le seconde spine del mezzo per la prevenzione della rotazione possono essere meccanicamente rinforzate per impedire che vengano danneggiate o rotte. Preferibilmente, ciascuno della pluralità di anelli sistemati intorno alla pluralità di coppie di spine è formato in modo tale da avere uno spessore radiale tra le sue circonferenze interna ed esterna che è predeterminato che sia uguale a o maggiore di 1,7 mm.

La predeterminazione dello spessore radiale degli anelli viene di nuovo effettuata sulla base di un'analisi sperimentale di un carico applicato ai rispettivi anelli del mezzo per la prevenzione della rotazione. Pertanto, gli anelli del mezzo per la prevenzione della rotazione possono essere meccanicamente rinforzati per impedire che vengano danneggiati o rotti.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Gli obiettivi, le caratteristiche e i vantaggi della presente invenzione visti sopra ed altri ancora verranno resi più evidenti dalla descrizione che segue di forme di realizzazione preferite della stessa in combinazione con i disegni allegati alla stessa, nei quali:

la Fig. 1 è una vista in sezione longitudinale di un compressore del tipo a coclea nel quale può essere incorporato il mezzo per la prevenzione della rotazione meccanicamente rinforzato secondo la presente invenzione;

la Fig. 2 è una vista dall'estremità presa su una porzione interna del compressore, presa lungo la linea II-II di Fig. 1 ;

la Fig. 3 è una vista in sezione trasversale del compressore, presa lungo la linea III-III di Fig. 1 ;

la Fig. 4 A è una vista parziale ingrandita di una porzione interna importante del compressore che illustra la relazione dimensionale esistente tra le spine di un mezzo per la prevenzione della rotazione e una carcassa anteriore di una piastra di base mobile dell'elemento di coclea mobile del compressore del tipo a coclea; la Fig. 4B è una vista parziale in sezione trasversale del mezzo per la prevenzione della rotazione che illustra spine aventi loro angoli arrotondati accoppiati con bloccaggio alla pressa in fori della carcassa e della piastra di base mobile;

la Fig. 4C è una vista in sezione trasversale delle spine e dell'anello del mezzo per la prevenzione della rotazione; e

la Fig. 5 è una vista schematica esplicativa che illustra dati misurati in un carico applicato a rispettive spine (PIN) fissate alla carcassa del compressore del tipo a coclea;

la Fig. 6 è un grafico che illustra il massimo carico applicato alle rispettive spine fissate alla carcassa del compressore del tipo a coclea in varie condizioni di marcia dello stesso;

la Fig. 7 è un grafico che illustra una relazione esistente tra lo spessore radiale della porzione di bordo interno della carcassa è un carico statico mediante cui la carcassa anteriore e/o le spine fissate alla carcassa anteriore vengono rotte;

la Fig. 8 è un grafico che illustra la relazione esistente tra lo spessore radiale di una porzione esterna della piastra di base mobile dell'elemento di coclea mobile e le spine fissate alla piastra di base mobile della coclea mobile;

la Fig. 9 è un grafico che illustra la relazione esistente tra lo spessore della parete radiale dei rispettivi anelli del mezzo per la prevenzione della rotazione e un carico statico applicato alle spine del mezzo per la prevenzione della rotazione e che provoca la rottura delle spine;

la Fig. 10 è un grafico che illustra una relazione esistente tra un carico di vibrazione e il numero di ripetizioni secondo cui viene applicato il carico vibrante alle spine del mezzo per la prevenzione della rotazione e che spiega quando viene provocata la rottura delle spine a causa della loro fatica, in una condizione tale per cui sia la carcassa del compressore che la piastra di base mobile dell’elemento di coclea mobile sono realizzate in modo da avere spessori radiali predeterminati T1 e T2, rispettivamente;

la Fig. Il è un grafico che illustra una relazione esistente tra il numero di ripetizioni con il quale viene applicato un carico di vibrazioni alle spine del mezzo per la prevenzione della rotazione e una variazione nel carico di vibrazioni e che spiega quando la rottura delle spine viene provocata dalla loro fatica, in condizioni sperimentali tali per cui l’anello è realizzato in modo da avere uno spessore radiale predeterminato T3;

la Fig. 12 è un grafico che illustra una relazione esistente tra uno sforzo medio delle spine del mezzo per la prevenzione della rotazione e un carico di vibrazione applicato alle spine e che spiega i fattori di sicurezza delle spine in una condizione tale per cui la carcassa è realizzata in modo da avere vari spessori radiali predeterminati Tl;

la Fig. 13 è un grafico che illustra una relazione esistente tra uno sforzo medio delle spine del mezzo per la prevenzione della rotazione e un carico di vibrazioni applicato alle 'spine, e che spiega il fattore di sicurezza delle spine in una condizione tale per cui la piastra di base mobile è realizzata in modo da avere spessore radiale predeterminato T2;

la Fig. 14 è un grafico che illustra una relazione esistente tra uno sforzo medio degli anelli del mezzo per la prevenzione della rotazione e uno sforzo di vibrazione applicato alle spine e che spiega il fattore di sicurezza degli anelli in una condizione tale per cui i rispettivi anelli del mezzo per la prevenzione della rotazione sono realizzati in modo da avere uno spessore radiale predeterminato T3;

la Fig. 15 è un grafico che illustra una relazione esistente tra uno sforzo medio delle spine del mezzo per la prevenzione della rotazione e uno sforzo di vibrazione applicato alle spine e che spiega il fattore di sicurezza delle spine in una condizione tale per cui le rispettive spine del mezzo per la prevenzione della rotazione sono realizzate in modo da avere un diametro predeterminato;

la Fig. 16 è un grafico che illustra una relazione esistente tra un gioco delle tasche e una prestazione di compressione di un compressore del tipo a coclea secondo la presente invenzione.

DESCRIZIONE DELLE FORME DI REALIZZAZIONE PREFERITE

Facendo riferimento alle Fig. da 1 a 3, un compressore del tipo a coclea SC è provvisto di un complesso a carcassa genericamente cilindrico che definisce una camera principale sostanzialmente cilindrica che serve ad accogliere un meccanismo del compressore del tipo a coclea. Il complesso di carcassa include una carcassa anteriore 22, una carcassa posteriore 23 e una carcassa centrale sistemata tra la carcassa anteriore 22 e la carcassa posteriore 23. La carcassa centrale è provvista di un elemento di coclea stazionario 21 che è dotato di estremità assialmente anteriore e posteriore chiuse mediante la carcassa anteriore e la carcassa posteriore 22 e 23 precedentemente citate. L'elemento di coclea stazionario 21, la carcassa anteriore 22 e la carcassa posteriore 23 sono fatti di alluminio o di lega di alluminio allo scopo di ridurre il peso complessivo del complesso di carcassa.

Un albero di azionamento assiale 24 comandato da una forza motrice esterna è supportato in maniera da poter ruotare da parte della carcassa anteriore 22 in una sua porzione centrale attraverso un cuscinetto radiale anti-attrito 25. L'albero di azionamento assiale 24 è dotato di una estremità esterna che si estende verso l'esterno e che è dotata di filettature a vite ricavate in essa e una estremità interna di grande diametro da cui si estende un rotore di azionamento eccentrico 26 assialmente verso l'interno della camera principale del complesso di carcassa.

Un elemento a bussola 27 è supportato in modo da poter ruotare sul rotore di azionamento eccentrico 26 ed è dotato di un peso di bilanciamento o contrappeso 43 calettato intorno ad una sua circonferenza esterna in una posizione adiacente alla porzione di grande diametro dell'albero di azionamento 24. Sull'elemento a bussola è montato in modo da poter ruotare un elemento di coclea mobile 28 attraverso un cuscinetto anti-attrito del tipo a rulli 29. L'elemento di coclea mobile 28 è dotato di una porzione in aggetto 28c calettata sulla parte a gola di scorrimento esterna del cuscinetto 29 e pertanto l'elemento di coclea mobile 28 viene spinto a ruotare intorno ad un asse di rotazione dell'albero di azionamento assiale 24 attraverso il rotore di azionamento eccentrico 26, l'elemento a bussola 27 e il cuscinetto 29 quando l'albero di azionamento assiale 24 viene azionato con movimento rotativo mediante la forza motrice esterna. L'elemento di coclea mobile 28 è fatto di alluminio o di una lega di alluminio allo scopo di ridurre il peso complessivo del compressore e di ridurre o sopprimere una forza centrifuga che agisce su di esso che è generata dal movimento orbitante dell'elemento di coclea mobile 28 di per sé. L'elemento di coclea stazionario 21 è provvisto di una piastra di base stazionaria 2 la e di un elemento a spirale o ad avvolgimento stazionario 21b formato in modo integrale con la piastra di base stazionaria 2 la e che si estende da una faccia interna della piastra di base 2 la nella camera principale del complesso di carcassa. Similmente, l'elemento di coclea mobile 28 è provvisto di una piastra di base mobile 28a e di un elemento a spirale o ad avvolgimento mobile 28b formato in modo integrale con la piastra di base mobile 28a in modo tale da estendersi da una faccia terminale interna 28b nella camera principale del complesso di carcassa.

Gli elementi a spirale stazionario e mobile 21b e 28b dei due elementi a coclea 21 e 28 sono impegnati uno con l'altro. Una estremità assiale dell'elemento a spirale stazionario 21b è in contatto di tenuta con la faccia interna della piastra di base mobile 28a e una estremità assiale degli elementi a spirale mobili 28b è in contatto di tenuta con la faccia interna della piastra di base stazionaria 2 la. In questo modo, l'elemento di coclea stazionario e l'elemento di coclea mobile 21 e 28 definiscono una pluralità di tasche indipendenti sigillate, cioè di camere di compressione 30, tra gli elementi a spirale 2 lb e 28b.

Il compressore del tipo a coclea SC è inoltre provvisto di una camera di aspirazione 3 1 per un gas refrigerante prima della compressione che è disposta in modo tale da estendersi tra una parete circonferenziale esterna dell'elemento di coclea stazionario 21 e una porzione esterna dell'elemento a spirale mobile 28b dell'elemento di coclea mobile 28. La camera di aspirazione 31 riceve il gas refrigerante quando questo viene introdotto da un sistema di refrigerazione esterno attraverso un bocchello di immissione (non mostrato) che è ricavato nella carcassa anteriore 22. Un bocchello di emissione 32 è ricavato in una porzione centrale della piastra di base stazionaria 21a dell'elemento di coclea stazionario 21 in modo da fornire una comunicazione di fluido tra le rispettive camere di aspirazione 30 e una camera di mandata 33 definita nella carcassa posteriore 23 del complesso di carcassa. La camera di mandata 33 può essere in collegamento di fluido con il sistema di refrigerazione esterno. Nella camera di mandata 33 è disposta una valvola di scarico 34 che chiude il bocchello di mandata 32 e che viene spostata in una sua posizione di apertura dove essa è supportata da un elemento di ritenzione a forma di piastra 3 5 disposto nella camera di mandata 33. L'elemento di ritenzione 35 limita l'apertura della valvola di scarico 34 ad un grado predeterminato.

Una piastra anulare fissa 36 è disposta in modo tale da avere la sua sede contro una delle facce interne della carcassa anteriore 22 che si estendono in direzione perpendicolare all'asse di rotazione dell'albero di azionamento 24. Per la precisione, la piastra fissa anulare 36 è in stretto contatto con una faccia interna 22b della carcassa anteriore 22 ed è anche in contatto diretto oppure in collegamento con un faccia esterna terminale della piastra di base mobile 28a che è disposta di fronte alla faccia terminale interna precedentemente citata da cui si estende l'elemento a spirale mobile 28b. La piastra anulare 36 è disposta in modo tale da ricevere una forza di spinta assiale che agisce sull'elemento di coclea mobile 28 quando il gas refrigerante viene compresso all'intemo delle rispettive camere di compressione 30.

Come mostrato nelle Figg. da 1 a 4, vi è un mezzo per la prevenzione della rotazione che include una pluralità di meccanismi per la prevenzione della rotazione 37 che sono disposti tra la faccia terminale esterna della piastra di base mobile 28a dell'elemento di coclea mobile 28 e una delle facce terminali interne della carcassa anteriore 22, cioè una faccia terminale interna 22c che è di fronte alla faccia terminale esterna della piastra di base mobile 28a. I rispettivi meccanismi per la prevenzione della rotazione 37 sono previsti per impedire la rotazione dell'elemento di coclea mobile 28 e permettono all'elemento di coclea mobile 28 di svolgere solo un movimento orbitale intorno al centro dell'elemento di coclea stazionario 21.

Ciascuno dei meccanismi per la prevenzione della rotazione 37 è provvisto di una coppia di spine aventi la forma di brevi barrette cilindriche rettilinee, cioè una spina 40 (che corrisponde ad una seconda spina nelle rivendicazioni) e una spina 41 (che corrisponde ad una prima spina nelle rivendicazioni). Ciascun meccanismo per la prevenzione della rotazione 37 è inoltre provvisto di un anello 42 che è disposto in una maniera che sarà descritta più avanti.

Le spine 40 e 41 dell'anello 42 dì ciascuno dei meccanismi per la prevenzione della rotazione 37 sono preferibilmente fatte del materiale del sistema del ferro come, per esempio, di ghisa.

La spina 40 è applicata in modo fisso in un foro 38 ricavato nella piastra di base mobile 28a delfelemento di coclea mobile 28 e la spina 41 è accoppiata alla pressa in un foro 39 ricavato in una faccia interna 22c della carcassa anteriore 22. 1 fori 38 e 39 sono disposti in modo da trovarsi uno di fronte all'altro e sono realizzati in modo tale che le spine 40 e 41 bloccate con accoppiamento alla pressa in direzione assiale in essi siano parallele con l'asse di rotazione dell'albero di azionamento 24 pur avendo uno spazio predeterminato "S0" tra di esse alle estremità esterne di rispettive spine 40 e 41 (si veda Fig. 4A). Inoltre, ciascuna delle spine 40 e 41 è formata in modo tale da avere estremità opposte sbavate e arrotondate come indicato specificamente come angoli arrotondati 40a e 4 la in Fig. 4B, in modo tale da permettere a ciascuna delle spine 40 e 41 di venire bloccata per accoppiamento alla pressa in modo regolare e accurato in posizione nel foro corrispondente precedentemente citato 38 o 39. Pertanto, le rispettive spine 40 e 41 sono precisamente parallele con l'asse di rotazione dell'albero di azionamento 24 e una con l'altra. Di conseguenza, non si verifica una rimozione sfavorevole delle spine 40 e 41. Le rispettive spine 40 e 41 hanno diametri D3 e D4 progettati e determinati in modo tale da soddisfare l'equazione (1) descritta più avanti.

L'anello 42 è progettato e sistemato in modo tale da includere le estremità esterne delle due spine 40 e 41. A questo stadio, poiché le spine 40 e 41 hanno gli angoli arrotondati 40a e 4 la alle loro estremità esterne, le spine 40 e 41 possono venire impegnate con regolarità con la superficie cilindrica interna dell'anello 42 anche quando l'anello 42 è inclinato rispetto alla sua posizione normale, come mostrato tipicamente in Fig. 4B, durante l'operazione di compressione del compressore del tipo a coclea. Preferibilmente, la superficie cilindrica esterna dell'anello 42 è realizzata in modo tale da avere uno spigolo arrotondato simile agli spigoli arrotondati 40a e 41a delle spine 40 e 41, in modo tale che l’anello 42 sia in grado di venire portato in contatto regolare con la faccia interna 22c della carcassa anteriore 22 anche quando l'anello 42 si trova in una sua postura inclinata mostrata in Fig. 4B, durante il funzionamento di compressione del compressore del tipo a coclea.

Inoltre, vengono messi a disposizione dei piccoli giochi S1 e S2 tra la superficie cilindrica interna dell'anello 42 e le superfici esterne delle spine 40 e 41 come mostrato specificamente in Fig. 4C. Preferibilmente, i giochi succitati S1 e S2 sono scelti in modo tale che il valore totale dei giochi S1 e S2 (a cui si fa riferimento co-

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me gioco di una tasca) sia compreso tra 40 micron (μηι) e 120 micron (μm). Nel caso in cui i giochi S1 e S2 tra la superficie cilindrica interna dell'anello 42 e le superfici esterne delle spine 40 e 41 vengono scelti in modo tale da avere un valore che rientra nell'intervallo di dimensioni citato sopra, è possibile evitare una riduzione delle prestazioni di compressione del compressore del tipo a coclea e la generazione di rumore durante il funzionamento del compressore del tipo a coclea come mostrato nel grafico di Fig. 16.

Nel compressore del tipo a coclea descritto sopra, quando l'albero di azionamento 24 è azionato con movimento rotatorio mediante un motore esterno come un motore di automobile, l'elemento di coclea mobile 28 viene spinto mediante il rotore di azionamento eccentrico 26 che ruota con l'albero di azionamento 24 ad orbitare intorno al centro dell'elemento di coclea stazionario 21. Durante il movimento orbitante dell'elemento di coclea mobile 28, le spine 40 dei rispettivi meccanismi per la prevenzione della rotazione 37 del mezzo per la prevenzione della rotazione si muovono intorno alle rispettive spine 41 correlate sotto la restrizione imposta dai rispettivi anelli 42. In questo modo, l'elemento di coclea mobile 28 è compietamente impedito a ruotare intorno al suo proprio asse e gli viene permesso solo di eseguire il movimento orbitante citato più su. Il movimento orbitante dell'elemento di coclea mobile 28 fa si che le rispettive camere di compressione 30 si spostino gradualmente dalla porzione esterna degli elementi a spirale 21b e 28b dell'elemento di coclea stazionario e dell'elemento di coclea mobile 21 e 28 verso il centro dei due elementi a spirale 21b e 28b mentre il volume interno delle camere di compressione 30 si riduce. Pertanto, il gas refrigerante aspirato dalla camera di aspirazione 31 nelle rispettive camere di aspirazione 30 viene compresso gradualmente con le rispettive camere di compressione 30.

Durante il movimento orbitante dell'elemento di coclea mobile 28, una forza centrifuga che agisce sull'elemento di coclea mobile 28 e sull'elemento di azionamento eccentrico 26 è controbilanciata dal peso di bilanciamento 43. In questo modo, l'elemento di coclea mobile 28 non agisce svantaggiosamente sui cuscinetti radiali 25 e 29 durante il movimento orbitante dell'elemento di coclea mobile 28.

In questo stadio, il peso di bilanciamento 43 presenta un braccio radiale lungo rispetto all'asse di rotazione dell'albero di azionamento 24 in modo tale da presentare una forza di controbilanciamento grande, ed è realizzato con una rientranza 43a che si estende in direzione circonferenziale ad una estremità esterna radiale dello stesso, come Si può vedere in modo migliore nelle Figg. 1 e 2. In questo modo, il peso di bilanciamento 43 non interferisce con gli anelli 42 di ciascuno dei meccanismi per la prevenzione della rotazione 37 del mezzo per la prevenzione della rotazione durante il funzionamento del compressore del tipo a coclea. La rientranza 43a del peso di bilanciamento 43 può essere formata da un taglio.

La grande forza di controbilanciamento del peso di bilanciamento 43 può contribuire ad una riduzione dell'abrasione dei cuscinetti 25 e 29 e nella generazione di rumore. Inoltre, la grande forza di controbilanciamento può ridurre la perdita di potenza di azionamento messa a disposizione per il compressore del tipo a coclea. Nella forma di realizzazione descritta sopra del compressore del tipo a coclea, le rispettive dimensioni delle spine 40, 41, gli spessori di parete della carcassa anteriore 22 e dell'elemento di coclea mobile 28, e l'anello 42 sono determinati sulla base di vari esperimenti per realizzare i carichi che agiscono sulle spine 40, 41 su porzioni della carcassa anteriore 22 e sull'elemento di coclea mobile 28 per supportare le spine 40 e 41 e gli anelli 42 che collaborano con le spine 40 e 41 per impedire la rotazione dell'elemento di coclea mobile 28. La descrizione dei risultati degli esperimenti condotti da parte degli inventori della presente invenzione per determinare le dimensioni delle spine 40, 41, gli spessori delle pareti radiali della carcassa anteriore 22 e dell’elemento di coclea mobile 28, e dell'anello 42 verranno fomiti più avanti con riferimento ai vari grafici nelle Figg. da 5 a 15 e nelle Figg. da 1 a 4.

Uno spessore di parete T1 (Fig. 4) della carcassa anteriore 22 che rimane tra la circonferenza esterna di ciascuna spina 41 bloccata con accoppiamento alla pressa nel foro 39 della carcassa anteriore 22 e una faccia di parete cilindrica interna 22a è stabilito in modo tale da essere uguale a o maggiore di 2,4 mm. Inoltre, Io spessore di parete T2 (Fig. 4) della piastra di base mobile 28a dell'elemento di coclea mobile 28 che rimane tra la circonferenza esterna di ciascuna spina 40 applicata con accoppiamento alla pressa nella piastra di base mobile 28a e una circonferenza esterna 28c della piastra di base mobile 28a è stabilito in modo tale da essere uguale a o maggiore di 2,7 mm. Inoltre, uno spessore di parete radiale T3 (Fig. 4) di ciascun anello 42 definito come (Dl-D2)/2 è fissato in modo da essere uguale a o più grande di 1,7 mm.

I risultati degli esperimenti per l'analisi dei carichi applicati ai rispettivi meccanismi per la prevenzione della rotazione 37 che sono stati utilizzati per determinare le dimensioni da T1 a T3 precedentemente citate verranno descritti più avanti. Durante il funzionamento del compressore del tipo a coclea, i rispettivi meccanismi per la prevenzione della rotazione 37 del mezzo per la prevenzione della rotazione devono essere sottoposti ad un grande carico che è provocato da una forza di reazione generata dalla compressione del gas refrigerante e dalla forza centrifuga precedentemente citata dell'elemento di coclea mobile 28. Pertanto, i meccanismi per la prevenzione della rotazione 37 devono avere una resistenza meccanica sufficiente per impedire che i meccanismi per la prevenzione della rotazione 37 o vengano danneggiati o vengano rotti. Per la precisione, le spine 40, 41, l'anello 42 e le porzioni della carcassa anteriore 22 e della piastra di base mobile 28a dell'elemento di coclea mobile 28 potrebbero venire danneggiate o rotte se i meccanismi per la prevenzione della rotazione hanno una resistenza meccanica insufficiente. La resistenza meccanica delle spine 40 e 41 bloccate con accoppiamento alla pressa nei fori 38 e 39 dell'elemento di coclea mobile 28 e della carcassa anteriore 22 può venire aumentata se o si aumentano i diametri D3 e D4 delle spine 40 e 41 di ciascuno dei meccanismi per la prevenzione della rotazione 37 oppure si aumenta il numero dei meccanismi per la prevenzione della rotazione 37, per esempio cinque o più meccanismi 37 sono disposti distanziati lungo angoli uguali in modo tale dà ridurre una componente di carico applicata a ciascuno dei meccanismi per la prevenzione della rotazione 37. Ciò nonostante, un aumento del numero dei meccanismi 37 porta ad un aumento dei costi di fabbricazione del mezzo per la prevenzione della rotazione e inoltre si verifica grippaggio dell'elemento di coclea mobile 28 tra l'elemento 28 e la faccia interna 22b della carcassa anteriore 22 a causa della riduzione dell'area di supportazione della faccia interna 22b della carcassa anteriore 22 per accogliere un carico spinta applicato alla faccia interna 22b. Di conseguenza, il numero ottimale di disposizioni dei meccanismi per la prevenzione della rotazione 37 del mezzo per la prevenzione della rotazione può essere considerato dal punto di vista geometrico come tre o quattro, e i tre o quattro meccanismi per la prevenzione della rotazione 37 dovrebbero essere disposti distanziati lungo angoli uguali intorno all'asse di rotazione dell'albero di azionamento 24 allo scopo di supportare in modo equivalente il carico durante il funzionamento del compressore del tipo a coclea. Quando l'elemento di coclea mobile 28 svolge un movimento orbitante completo intorno al centro dell'elemento di coclea stazionario 21, il carico applicato a ciascuno dei tre o quattro meccanismi per la prevenzione della rotazione 37 del mezzo per la prevenzione della rotazione cambia in una maniera corrispondente ad una curva sinusoidale avente un mezzo ciclo di 120 gradi o 90 gradi e di conseguenza il carico di picco del carico che varia in modo sinusoidale viene applicato a ciascuno dei tre o quattro meccanismi per la prevenzione della rotazione 37 una volta per un movimento orbitante completo dell'elemento di coclea mobile 28.

D'altra parte, l'aumento nei diametri D3 e D4 delle spine 40 e 41 di ciascuno dei meccanismi per la prevenzione della rotazione 37 deve essere limitato geometricamente a diametri dati, minori di valori dimensionali predeterminati. Per la precisione, come mostrato in Fig. 4, la spina 40 della piastra di base mobile 28a dell'elemento-di coclea mobile 28 orbita intorno alla spina 41 della carcassa anteriore 22 con un raggio di orbita uguale al raggio R (non mostrato) dell'elemento di coclea mobile 28 che orbita intorno al centro dell'elemento di coclea stazionario 21. Pertanto, il diametro D3 della spina 40 e il diametro D4 della spina 41 devono soddisfare una formula (1) presentata qui sotto.

Inoltre, nel caso in cui un gioco "Sa" tra la piastra di azionamento eccentrica 26 e

'

l'elemento di coclea mobile 28 sia regolabile in modo da registrare il raggio di movimento di orbita dell'elemento di coclea mobile 28 per ottenere in questo modo una condizione ottimale con l'elemento di coclea stazionario 21, deve venire soddisfatta una formula (2) presentata qui sotto.

nella quale Θ indica un angolo di inclinazione tra l'asse della piastra di azionamento eccentrica 26 è la linea che passa attraverso i centri delle due spine 40 e 41 come mostrato in Fig. 4A.

La formula (2) vista sopra può venire cambiata in una formula (3) presentata qui sotto.

nella quale S0 indica uno spazio esistente tra le spine 40 e 41.

Pertanto, i diametri più grandi D3 e D4 delle spine 40 e 41 devono essere predeterminati in modo da soddisfare la formula (3).

La formula o disequazione (3) afferma che quando il raggio "R" del movimento orbitale dell'elemento di coclea mobile 28 viene fissato sul valore minimo, le spine 40 e 41 non dovrebbero essere in relazione diretta una con l’altra. In una forma di realizzazione pratica, il lato di sinistra della formula (3) viene scelto in modo che sia un ulteriore 0,1 mm più piccolo rispetto al lato di destra della formula (3).

Inoltre, poiché un carico applicato alla spina 40 è sempre uguale ad un carico applicato alla spina 41 a motivo della relazione di azione e reazione, i diametri D3 e D4 dovrebbero praticamente essere uguali uno all'altro. Se si impiega un singolo diametro uguale per ambedue le spine 40 e 41 è possibile utilizzare spine fabbricate insieme per ciascuna delle spine 40 e 41.

La descrizione della resistenza dell'anello 42 verrà ora fornita qui sotto.

La resistenza meccanica dell'anello 42 può venire aumentata mediante il metodo di aumentare o un suo spessore misurato nella direzione assiale perpendicolare al diametro dell'anello 42 oppure uno spessore radiale "T3" mostrato in Fig. 4A. Tuttavia, il metodo citato sopra fa sì che tutte le dimensioni del compressore del tipo a coclea diventino sfavorevolmente grandi. Inoltre, quando Io spessore dell'anello 42 misurato nella direzione assiale perpendicolare al suo diametro viene aumentato, la lunghezza delle spine 40 e 41 deve venire aumentata in modo corrispondente. Di conseguenza, il carico applicato alle spine 40 e 41 genera un movimento sfavorevolmente grande che agisce sulle due spine 40 e 4L Pertanto, nella forma di realizzazione preferita della presente invenzione, un metodo di aumento dello spessore radiale T3 dell'anello 42 viene utilizzato sulla base dell'analisi sperimentale.

Inoltre, la porzione della carcassa anteriore 22 disposta intorno a ciascuna spina 41, e supportante tale spina, che sporge radialmente da essa viene rinforzata dal punto di vista meccanico. Per la precisione, come mostrato in Fig. 4A, la resistenza meccanica della porzione citata sopra della carcassa anteriore 22 contro un carico applicato ai meccanismi per la prevenzione della rotazione 37 si basa su uno spessore di parete pieno tra la superficie della parete cilindrica interna 22a della carcassa anteriore 22 e la circonferenza esterna della spina 41 bloccata con accoppiamento alla pressa nel foro 39 della carcassa anteriore 22. Pertanto, un aumento della resistenza meccanica della porzione della carcassa anteriore 22 disposta intorno alla spina 41 può venire ottenuto mediante un aumento dello spessore della parete T1 , e un aumento di spessore della parete T1 della carcassa anteriore 22 può venire realizzato riducendo il diametro D5 della faccia 22a della parete cilindrica interna della carcassa anteriore 22 (si veda la Fig. 4A). Tuttavia, poiché il peso di bilanciamento 43 è disposto in modo mobile nella camera della carcassa anteriore 22 in una posizione circondata dalla superficie cilindrica interna 22a, la riduzione del diametro D5 della faccia della parete cilindrica interna 22a richiede una riduzione sfavorevole di tutte le dimensioni del peso di bilanciamento 43. Per la precisione, quando la dimensione del peso di bilanciamento 43 viene ridotta si verifica un deterioramento nelle prestazioni di controbilanciamento del peso di bilanciamento 43 e una forza centrifuga generata dal movimento orbitale del peso di bilanciamento 43 non può venire compensata bene. Pertanto, non è possibile sopprimere la vibrazione del compressore che è accompagnata dalla generazione di rumore.

In alternativa, quando la posizione delle spine 41 dei rispettivi meccanismi per la prevenzione della rotazione 37 viene spostata in direzione radiale verso l'esterno rispetto alla faccia interna della parete cilindrica 22a della carcassa anteriore 22 senza aumentare il diametro D5 precedentemente nominato, la porzione della carcassa anteriore 22 intorno a ciascuna spina 41 potrebbe venire aumentata. Ciò nonostante, lo spostamento delle spine 41 porterà ad un aumento sfavorevole di tutta la dimensione del compressore del tipo a coclea. Pertanto, lo spessore della parete T1 della carcassa anteriore 22 deve venire aumentato tenendo conto di differenti fattori come qui descritto nel seguito.

La resistenza meccanica di porzioni della piastra di base mobile 28a dell'elemento di coclea mobile 28 disposte intorno alle rispettive spine 40 che sporgono assialmente da essa si basa per lo più sullo spessore della parete T2 che si estende tra la circonferenza esterna delle spine 40 e la circonferenza più esterna 28c della piastra di base mobile 28a dell'elemento di coclea mobile 28. Pertanto, un aumento della resistenza meccanica di porzioni della piastra di base mobile 28a disposte intorno alle rispettive. spine 40 può venire ottenuto mediante un aumento dello spessore di parete T2 mostrato in Fig. 4A.

Un aumento dello spessore della parete T2 della piastra di base mobile 28a dell'elemento di coclea mobile 28 può venire ottenuto aumentando il diametro esterno D6 (si veda la Fig. 4A) della piastra di base 28a dell'elemento di coclea mobile 28. Ciò nonostante, l'aumento del diametro esterno D6 della piastra di base mobile 28a porterà ad un aumento sfavorevole di tutta la dimensione del compressore del tipo a coclea.

In alternativa, quando la posizione delle spine 40 viene spostata in direzione radiale verso l'interno dalla circonferenza esterna della piastra di base mobile 28a dell'elemento di coclea mobile 28 senza un aumento del diametro esterno D6 della piastra di base mobile 28a dell'elemento di coclea mobile 28, lo spessore T2 della parete della piastra di base mobile 28a può venire aumentato. Tuttavia, lo spostamento delle spine 40 richiede ovviamente lo spostamento delle spine 41 in una direzione tale da ridurre Io spessore della parete T1 della carcassa anteriore 22. Di conseguenza, il diametro D5 precedentemente determinato della faccia interna della parete cilindrica 22a della carcassa anteriore 22 deve venire ridotto, il che porta al problema precedentemente nominato di riduzione delle prestazioni di controbilanciamento per peso di bilanciamento 43.

Da quanto precede, si comprenderà che la resistenza meccanica delle spine 40 e 41, degli anelli 42 e delle porzioni della carcassa anteriore 22 della piastra di base mobile 28a dell'elemento di coclea mobile 28 disposte intorno alle spine 40 e 41 sono strettamente correlate con costi di fabbricazione del mezzo per la prevenzione della rotazione, con le dimensioni complete del compressore del tipo a coclea e con le vibrazioni del compressore durante il suo funzionamento. Pertanto, la resistenza meccanica dei vari componenti precedentemente nominati e delle porzioni nominate deve venire ottenuta in modo tale da non provocare un aumento dei costi di fabbricazione del mezzo per la prevenzione della rotazione del compressore, né delle dimensioni totali del compressore del tipo a coclea, né delle vibrazioni del compressore del tipo a coclea. Inoltre, la resistenza delle spine 40, 41, dell'anello 42, della carcassa anteriore 22 e della piastra di base mobile 28a dell'elemento di coelea mobile 28 deve venire aumentata in modo tale che questi aumenti siano in armonia uno con l’altro.

Allo scopo di determinare lo spessore di parete precedentemente nominato della carcassa anteriore 22 e della piastra di base mobile 28a dell'elemento di coclea mobile 28 allo scopo di aumentare la resistenza meccanica dei meccanismi per la prevenzione della rotazione 37 del mezzo per la prevenzione della rotazione, sono stati condotti vari esperimenti da parte' dei presenti inventori per misurare dati pratici del carico applicato ai meccanismi per la prevenzione della rotazione 37 del mezzo per la prevenzione della rotazione. Si dovrebbe comprendere che varie parti ed elementi del compressore del tipo a coclea oltre a quelle del mezzo per la prevenzione della rotazione non sono soggette ad alcun carico apprezzabile durante il funzionamento del compressore del tipo a coclea. Pertanto, gli esperimenti condotti erano rivolti alla misurazione dei carichi applicati ai rispettivi meccanismi per la prevenzione della rotazione.

Come mostrato in Fig. 5, strumenti di misurazione da Gl a G4 sono stati attaccati a quattro posizioni adiacenti alle quattro spine 41 bloccate con accoppiamento alla pressa nella faccia interna della carcassa anteriore 22 in modo tale da misurare il valore di un carico applicato alle rispettive spine 41 e le direzioni di applicazione del carico durante il funzionamento di un compressore del tipo a coclea a scopo di esperimento. Inoltre, gli esperimenti sono stati condotti in varie differenti condizioni di funzionamento o di marcia - running conditions (R.C.) - allo scopo di simutare vari modi di uso del compressore del tipo a coclea.

La Fig. 5 indica il risultato di misurazione di un carico applicato alle spine 41 dei quattro meccanismi per la prevenzione della rotazione 37 identificati mediante i numeri da 1 a 4 quando il compressore del tipo a coclea viene fatto funzionare in una delle condizioni di marcia da CI a C6, cioè nella condizione di marcia Cl. Le quattro spine 41 identificate mediante i numeri da numero 1 a numero 4 sono distanziate secondo angoli uguali una dall'altra. Dal grafico della Fig. 5, si comprenderà che quando le spine 41 identificate mediante il numero 1 e il numero 2 sono sottoposte ad un carico elevato la direzione del quale è indicata mediante frecce, le spine 41 identificate mediante il numero 3 e il numero 4 sono sottoposte ad un carico relativamente piccolo.

La Fig. 6 indica il picco o il carico massimo applicato alle spine 41 nelle condizioni di marcia da Cl a C6 dello stesso compressore del tipo a coclea della Fig. 5. Dalla illustrazione grafica di Fig. 6, si comprende che quando il compressore viene fatto funzionare in una condizione di marcia C3 il carico di picco o massimo applicato alle rispettive spine 41 raggiunge o 70 Kgf, e ciascuna delle quattro spine 4 1 è sottoposta al carico di picco una volta per ogni rotazione completa del compressore.

Nella condizione di marcia C6 del compressore, le rispettive spine 41 sono sottoposte ad un carico di picco più grande, cioè ad un carico di 90 kgf che corrisponde ad un carico a cui il compressore è sottoposto ad un momento di avviamento del compressore per comprime un refrigerante allo stato liquido. Così, il carico di 90 kgf, non viene applicato in modo ripetitivo ai meccanismi per la prevenzione della rotazione 37 del mezzo per la prevenzione della rotazione durante la condizione di funzionamento continua del compressore.

Dopo l'esperimento per misurare il carico applicato alle spine 40 e 41 dei meccanismi per la prevenzione della rotazione 37, sono stati condotti esperimenti ulteriori per ottenere dati di una relazione tra le dimensioni degli spessori di parete precedentemente citati Tl, T2, e T3 e della resistenza meccanica della carcassa anteriore 22 e dalla piastra di base mobile 28a dell'elemento di coclea mobile 28. Inizialmente, è stato condotto un esperimento per misurare un carico statico che provoca la rottura delle spine 40, 41, degli anelli 42, della parete della carcassa anteriore 22 e della piastra di base mobile 28a dell'elemento di coclea mobile 28 allo scopo di stimare la resistenza meccanica dei meccanismi per la prevenzione della rotazione 37 contro un carico applicato all'inizio del funzionamento del compressore. La Fig. 7 indica una curva che mostra il risultato della misurazione di un carico che provoca la rottura o , della spina 40 e 41 o della carcassa anteriore 42. L'ascissa e l'ordinata sul grafico di Fig. 7 rappresentano una variazione di spessore di parete Tl della carcassa anteriore 22 ed un carico alla partenza del compressore. Si dovrebbe comprendere che nel compressore usato per l'esperimento spine simili alle spine pratiche 41 sono state bloccate con accoppiamento alla pressa nei fori 39 della carcassa anteriore 22 e un carico applicato alle spine è stato aumentato gradualmente per misurare il carico in corrispondenza del quale la carcassa anteriore viene rotta. Inoltre, lo spessore di parete T1 della carcassa anteriore 22 è stato modificato rispetto ad un dato spessore di parete normale.

Dall'esperimento di Fig. 7, si è compreso che, quando lo spessore T1 della parete della carcassa anteriore 22 viene fissato pari a 2,0 mm, le spine e la carcassa anteriore 22 possono presentare una grande resistenza meccanica sotto l'applicazione di un elevato carico statico alle spine in confronto con l'applicazione del carico massimo di 90 kgf all'inizio del funzionamento del compressore. Inoltre, quando lo spessore di parete T1 della carcassa anteriore 22 viene fissato su 3,0 mm, si verifica simultaneamente lo stesso numero di rotture della carcassa anteriore 22 e delle spine. Pertanto, si è compreso che quando T1 viene fissato su 3,0 mm, con l'applicazione di un carico statico alle spine la resistenza meccanica delle spine e quella della carcassa anteriore 22 sono in reciproca armonia.

Quando lo spessore T1 della parete della carcassa anteriore 22 viene fissato su 4,0 mm, si è verificata rottura delle spine, ma la rottura della carcassa anteriore non si verifica ad un dato carico statico compreso tra 600 e 700 kgf.

Il grafico di Fig. 8 indica il risultato della misurazione di un carico in corrispondenza del quale la piastra di base mobile 28a dell'elemento di coclea mobile 28 si è rotta. Nella misurazione di un carico di rottura della piastra di base 28a, spine corrispondenti alle spine pratiche 40 sono accoppiate con bloccaggio alla pressa nei fori 38 della piastra di base 28a dell'elemento di coclea mobile 28 e un carico viene applicato alle spine in modo tale da aumentare gradualmente il livello di carico per misurare in questo modo un carico in corrispondenza del quale la piastra di base 28a viene rotta.

Dal risultato dell'esperimento della Fig. 8, si è compreso che, anche quando lo spessore T2 della parete della piastra di base 28a viene fissato su 2,0 min, la piastra di base mobile 28a dell'elemento di coclea mobile 2 può presentare una grande resistenza meccanica sotto l'applicazione di un carico statico elevato alle spine in confronto con l'applicazione del carico massimo di 90 kgf all'inizio del funzionamento del compressore. Inoltre, quando T2 viene fissato pari a 4,5 mm, si verifica lo stesso numero di rotture delle spine e della piastra di base 28a ad un dato carico statico compreso tra 800 e 1000 kgf. In questo modo si è compreso che, quando lo spessore della parete della piastra di base 28a dell'elemento di coclea mobile 28 viene fissato pari a 4,5 mm, la resistenza meccanica della piastra di base 28a e quella delle spine 40 possono essere in armonia. Quando T2 viene fissato pari a 6 mm, si è verificata solo la rottura delle spine 40 sotto un dato carico statico compreso tra 800 e 1000 kgf, e non si è verificata alcuna rottura della piastra di base 28a.

Il grafico di Fig. 9 indica il risultato di misurazione di un carico in corrispondenza del quale gli anelli 42 dei meccanismi per la prevenzione della rotazione 37 sono stati rotti. L'esperimento è stato condotto in una maniera simile agli esperimenti di misurazione dèi carichi di rottura della carcassa anteriore 22 e della piastra di base mobile 28a dell'elemento di coclea mobile 28.

Dal risultato di misurazione riportato in Fig. 9, si comprende che quando lo spessore T3 della parete radiale dei rispettivi anelli 43 viene fissato pari a 1,7 mm la resistenza meccanica di ciascun anello 43 sotto l'applicazione di un carico statico è ampiamente più grande di quella che si ha sotto l'applicazione del carico di picco pari a 90 kgf all'inizio del funzionamento del compressore. Quando lo spessore T3 della parete radiale delfanello 42 viene fissato pari a 2,2 mm, la rottura degli anelli 42 si è verificata allo stesso carico al quale veniva rotta la carcassa anteriore. In questo modo è stato confermato che quando T3 viene fissato pari a 2,2 mm, la resistenza meccanica degli anelli 42 e quella delle spine 41 può essere in armonia. Dalla descrizione che precede, si comprenderà che anche quando T1 nella carcassa anteriore 22 viene fissato pari a 2 mm, quando T2 della piastra di base mobile 28a dell'elemento di coclea mobile 28 viene fissato pari a 2 mm, e quando T3 degli anelli 42 viene fissato pari a 1,7 mm, la resistenza meccanica della carcassa anteriore 22, della piastra di base mobile 28a degli anelli 42 può essere sufficiente per resistere al carico di picco pari a 90 kgf applicato ai meccanismi per la prevenzione della rotazione 37 alla partenza del compressore nella condizione di marcia C6. Tuttavia, si dovrebbe notare che i rispettivi meccanismi per la prevenzione della rotazione 37 dovrebbero avere una resistenza sufficiente per resistere alla fatica causata dall'applicazione di un carico ripetuto piuttosto del carico del picco applicato ad essi alla partenza del funzionamento del compressore. Pertanto, sono stati condotti esperimenti ulteriori per misurare e rilevare una relazione tra le dimensioni dei vari componenti dei meccanismi per la prevenzione della rotazione 37 e la resistenza alla fatica degli stessi meccanismi 37.

La Fig. 10 mostra i risultati della misurazione di un carico vibratorio in corrispondenza del quale la carcassa anteriore 22 e l'elemento di coclea mobile 28 sono soggetti a rottura da fatica. Nel grafico di Fig. 10, punti bianchi indicano la rottura da fatica della carcassa anteriore 22 e punti neri indicano la fatica dell'elemento di coclea mobile 28. Si dovrebbe notare che gli esperimenti sono stati condotti utilizzando il compressore per lo scopo di esperimento in cui lo spessore T1 della parete della carcassa anteriore 22 viene fissato su 3 mm e lo spessore T1 della parete della piastra di base mobile 28a dell'elemento di coclea mobile 28 è fissato su 5 mm. Inoltre, le spine 40 e 41 sono state bloccate con accoppiamento alla pressa nei fori 38 e 39 della carcassa anteriore 22 e della piastra di base 28a dell'elemento di coclea mobile 28, e vari carichi di vibrazione aventi differenti ampiezze di vibrazione sono stati applicati alle spine 40 e 41 per rilevare un dato numero di ripetizioni in corrispondenza del quale la carcassa anteriore 22 e l'elemento di coclea mobile 28 sono soggetti a rottura da fatica. Inoltre, negli esperimenti condotti, lo spessore T1 della parete della carcassa anteriore 22 e lo spessore T2 della parete della piastra di base dell'elemento di coclea mobile 28 sono fissati su 3 mm e 5 mm, rispettivamente.

La Fig. 11 mostra i risultati di misurazione di un carico di vibrazioni in corrispondenza del quale l’anello 42 è soggetto a rottura da fatica. In questo esperimento, lo spessore T3 della parete radiale dell'anello 42 è fissato su 2,2 mm. Il metodo di misurazione di questo esperimento è stato simile a quello dell'esperimento citato sopra della rottura a fatica della carcassa anteriore 22 e della piastra di base 28a dell'elemento di coclea mobile 28, come mostrato in Fig. 10.

Inoltre, dai risultati degli esperimenti citati sopra di rottura alla fatica della carcassa anteriore 22, della piastra di base 28a dell'elemento di coclea mobile 28 e dell'anello 42, sono stati prodotti dei grafici che sono mostrati nelle Figg. da 12 a 14 i quali indicano la relazione esistente tra uno sforzo medio e uno sforzo di vibrazione dei meccanismi per la prevenzione della rotazione 37. Poi, sono stati misurati fattori di sicurezza per i rispettivi meccanismi per la prevenzione della rotazione 37 durante il funzionamento del compressore nella condizione di marcia (R.C.) C3 e sotto applicazione di sforzo dovuto al carico ripetitivo di 70 kgf.

Il grafico di Fig. 12 indica il limite di fatica della carcassa anteriore 22 sotto applicazione ripetuta di un carico alla carcassa anteriore 22. Dal grafico di Fig. 12, si è compreso che quando lo spessore T1 della parete della carcassa anteriore 22 viene fissato su 2,4 mm, il fattore di sicurezza dei meccanismi 37 è di 1,0 contro l'applicazione ripetuta del carico di picco di 70 kgf. Quando T1 viene aumentato da 2,4, il fattore di sicurezza a sua volta viene aumentato.

Il grafico di <“>Fig. 13 indica il limite di fatica della piastra di base 28a dell'elemento di coclea mobile 28 sotto l'applicazione ripetuta di un carico ad esso. Dal grafico della Fig. 13, si comprende che quando lo spessore T2 della parete della piastra di base 28a dell'elemento di coclea mobile 28 viene fissato pari a 2,7 mm, il fattore di sicurezza dei meccanismi 37 è di 1,0 contro applicazione ripetuta del carico di picco di 70 kgf. Quando T2 viene aumentato a 2,7, il fattore di sicurezza a sua volta viene aumentato.

Il grafico di Fig. 14 indica il limite di fatica degli anelli 42 sotto applicazione ripetuta di un carico ad essi. Dal grafico di Fig. 14, si può comprendere che, quando lo spessore T3 della parete radiale degli anelli 42 viene fissato pari a 1,7 mm, il fattore di sicurezza dei meccanismi 37 è di 1,0 contro l'applicazione ripetuta del carico di picco di 70 kgf. Quando T3 viene aumentato da 1,7, il fattore di sicurezza, viene a sua volta aumentato.

La Fig. 15 indica il limite di fatica delle spine 40 e 41 che hanno rispettivi diametri esterni D3 e D4 determinati mediante là formula (3), sotto l'applicazione ripetuta di un carico alle rispettive spine 40 e 41. Dal grafico della Fig. 15, si può comprendere che quando i diametri D3 e D4 delle spine 40 e 41 vengono fissati pari a 4,2 mm, il fattore di sicurezza delle spine 40 e 41 è di 2,4 sotto l'applicazione ripetuta del carico di picco pari a 70 kgf.

Sulla base dei risultati di misurazione degli esperimenti descritti sopra, lo spessore T1 della parete della carcassa anteriore 22 è determinato che sia uguale a o è più grande di 2,4 mm, lo spessore T2 della piastra di base 28a dell'elemento di coclea mobile 28 del mezzo per la prevenzione della rotazione è determinato che sia uguale a o maggiore di 2,7 mm, e lo spessore radiale degli anelli 42 del mezzo per la prevenzione della rotazione è determinato che sia uguale a o maggiore di 1,7 mm. Come risultato, il compressore del tipo a coclea può essere provvisto del mezzo per la prevenzione della rotazione meccanicamente rinforzato dotato di un mezzo per la prevenzione della rotazione sufficiente per impedire la rottura o un danneggiamento delle spine, degli anelli incorporati nel mezzo per la prevenzione della rotazione e delle porzioni della carcassa anteriore e della piastra di base mobile dell'elemento di coclea mobile disposte intorno alle spine e supportanti le stesse.

Dalla descrizione che precede della forma di realizzazione della presente invenzione si comprenderà che secondo la presente invenzione il mezzo per la prevenzione della rotazione del compressore del tipo a coclea può avere una sufficiente robustezza meccanica o fisica per impedire che i componenti del mezzo per la prevenzione della rotazione vengano danneggiati o rotti anche in una condizione di funzionamento intensa del compressore, come il funzionamento di compressione di refrigerante allo stato liquido. Pertanto viene assicurata una vita funzionale lunga del compressore del tipo a coclea senza aumenti sfavorevoli delle dimensioni complessive del compressore, dei costi di fabbricazione del mezzo per la prevenzione della rotazione e delle vibrazioni del compressore durante il suo funzionamento.

A persone esperte nell’arte verranno alla mente molte e varie modifiche senza con ciò allontanarsi dall'ambito e dallo spirito dell’invenzione come è rivendicata nelle rivendicazioni allegate.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Un compressore del tipo a coclea comprendente: un mezzo di alloggiamento che definisce al suo interno una camera in cui è accolto un meccanismo di compressione e che è dotato di una faccia terminale interna predeterminata, un elemento dì coclea stazionario accolto nella camera del suddetto mezzo di alloggiamento ed avente una piastra di base stazionaria posizionata in modo tale da essere distanziata dalla suddetta faccia terminale interna predeterminata del suddetto mezzo di alloggiamento ed un elemento a spirale o ad avvolgimento stazionario attaccato alla suddetta piastra di base stazionaria, un elemento di coclea mobile accolto nella camera del suddetto mezzo di alloggiamento ed avente una piastra di base mobile posizionata in modo da essere adiacente alla suddetta faccia terminale interna predeterminata del suddetto mezzo di alloggiamento su una delle sue opposte facce terminali e un elemento a spirale o ad avvolgimento mobile attaccato in modo integrale all'altra delle facce terminali opposte della suddetta piastra di base mobile, il suddetto elemento di coclea stazionario e il suddetto elemento di coclea mobile essendo impegnati uno con l'altro in modo da definire una pluralità di camere di compressione fra di essi per comprimere un refrigerante, un mezzo di azionamento per azionare il suddetto elemento di coclea mobile in modo tale che esso orbiti intorno ad un centro del suddetto elemento di coclea stazionario per provocare in questo modo uno spostamento della pluralità di camere di compressione da una porzione esterna ad una porzione centrale dei suddetti rispettivi elementi a spirale del suddetto elemento di coclea stazionario e del suddetto elemento di coclea mobile, lo spostamento delle suddette camere di compressione comprimendo gradualmente un refrigerante, e un mezzo per la prevenzione della rotazione per impedire al suddetto elemento mobile di coclea di venire fatto ruotare intorno al suo proprio asse quando il suddetto elemento di coclea mobile orbita intorno al centro del suddetto elemento di coclea stazionario, il suddetto mezzo per la prevenzione della rotazione includendo una pluralità di coppie di spine, distanziate in direzione angolare, ciascuna coppia di spine avendo una prima spina attaccata in modo fisso alla suddetta faccia terminale interna predeterminata del suddetto mezzo di alloggiamento in modo tale da essere distanziate una dall'altra e una seconda spina attaccata in modo fisso alla suddetta delle opposte facce terminali della suddetta piastra di base mobile del suddetto elemento di coclea mobile, la suddetta prima e la suddetta seconda spina essendo disposte in modo da essere parallele una all'altra, ed una pluralità di anelli sistemati intorno alla suddetta pluralità di coppie di prime e seconde spine in modo tale da collaborare con le suddette spine per impedire in questo modo la rotazione del suddetto elemento di coclea mobile intorno al proprio asse, in cui le suddette prime spine del suddetto mezzo per la prevenzione della rotazione fissate alla suddetta faccia interna predeterminata del suddetto mezzo di alloggiamento sono disposte in modo da essere distanziate radialmente da un bordo circolare interno della suddetta faccia interna predeterminata che si estende intorno alla suddetta camera del suddetto mezzo di alloggiamento, lo spessore del suddetto mezzo di alloggiamento che rimane tra una superficie esterna delle suddette rispettive prime spine e il suddetto bordo circolare interno della suddetta faccia interna predeterminata essendo predeterminato che sia uguale a o maggiore di 2,4 mm.
2. 2. Un compressore del tipo a coclea secondo la rivendicazione 1 nel quale le suddette seconde spine del suddetto mezzo per la prevenzione della rotazione fissate alla suddetta delle parti terminali opposte della suddetta piastra di base mobile del suddetto elemento di coclea mobile sono disposte in modo da essere distanziate radialmente da un bordo esterno sostanzialmente circolare della suddetta piastra di base mobile, lo spessore della piastra di base mobile definito tra una superficie esterna delle suddette rispettive seconde spine e il suddetto bordo circolare esterno della suddetta piastra di base mobile essendo predeterminato che sia uguale a o maggiore di 2,7 mm.
3. 3. Un compressore del tipo a coclea secondo la rivendicazione 1 nel quale ciascuno della suddetta pluralità di anelli calettati intorno alla suddetta pluralità di coppie di prime e seconde spine è formato in modo tale da avere uno spessore radiale tra sue circonferenze interna ed esterna che è predeterminato che sia uguale a o maggiore di 1,7 mm.
4. 4. Un compressore del tipo a coclea secondo la rivendicazione 1 nel quale quando il suddetto elemento di coclea mobile orbita intorno al centro del suddetto elemento di coclea stazionario lungo un raggio dell'orbita R, le suddette prime e seconde spine del suddetto mezzo per la prevenzione della rotazione hanno diametri esterni D3 e D4 che sono determinati in modo tale da soddisfare un'equazione come quella presentata qui sotto
5. 5. Un compressore del tipo a coclea secondo la rivendicazione 4 nel quale le suddette prime e seconde spine del suddetto mezzo per la prevenzione della rotazione hanno diametri D3 e D4 che sono determinati in modo tale da soddisfare l'equazione mostrata qui sotto

   nella quale S0 indica uno spazio tra le suddette prime e seconde spine di ciascuna delle suddette coppie di spine.
6. 6. Un compressore del tipo a coclea secondo la rivendicazione 1 nel quale il suddetto mezzo di azionamento comprende: un albero di azionamento supportato in modo da poter ruotare mediante il suddetto mezzo di alloggiamento ed avente un elemento di azionamento eccentrico attaccato ad una estremità del suddetto albero di azionamento, il suddetto elemento di azionamento eccentrico supportando su di sé il suddetto elemento di coclea mobile per provocare un movimento orbitale del suddetto elemento di coclea mobile intorno al centro del suddetto elemento di coclea stazionario; un mezzo a peso di bilanciamento supportato sul suddetto elemento di azionamento eccentrico per controbilanciare una forza centrifuga generata dal movimento orbitante del suddetto elemento di coclea mobile, il suddetto mezzo a peso di bilanciamento presenta una rientranza per impedire un'interferenza tra il suddetto peso di bilanciamento di per sé e il suddetto mezzo per la prevenzione della rotazione.
7. 7. Un compressore del tipo a coclea secondo la rivendicazione 6 nel quale la suddetta rientranza del suddetto peso di bilanciamento è formata mediante un taglio.
8. 8. Un compressore del tipo a coclea secondo la rivendicazione 1 nel quale le suddette prime e seconde spine del suddetto mezzo per la prevenzione della rotazione sono accoppiate con bloccaggio alla pressa nella suddetta faccia terminale interna del suddetto mezzo di alloggiamento e la suddetta delle facce terminali opposte della suddetta piastra di base mobile del suddetto elemento di coclea mobile, le suddette prime e seconde spine sono formate con spigoli arrotondati alle loro estremità che devono venire accoppiate con bloccaggio alla pressa nella suddetta faccia terminale interna del suddetto mezzo di alloggiamento e la suddetta delle facce terminali opposte della suddetta piastra di base mobile.
9. 9. Un compressore del tipo a coclea secondo la rivendicazione 8 nel quale le suddette prime e seconde spine sono inoltre formate con spigoli arrotondati alla loro estremità opposte rispetto alle suddette estremità perché vengano accoppiate con bloccaggio alla pressa e vengano impegnate in modo regolare con i suddetti anelli del suddetto mezzo per la prevenzione della rotazione.
10. 10. Un compressore del tipo a coclea secondo la rivendicazione 8 nel quale la suddetta circonferenza interna di ciascuno dei suddetti anelli e la circonferenza esterna di ciascuna delle suddette prime e seconde spine definiscono spazi S1 e S2, rispettivamente, il totale dei suddetti spazi S1 e S2 essendo fissato su un valore compreso tra 40 e 120 micron.