Brevet FR2471499A1 — publié le 19810619

La présente invention concerne un compresseur radial à carter en deux parties, tel qu'un compresseur ra- dial à étrier de calage conçu pour être utilisé dans un système de conditionnement d'air d'un véhicule automobile. Spécifiquement, l'invention concerne l'assemblage de loge- ment extérieur, ainsi que le moyen prévu pour assembler les deux moitiés du logement et le moyen destiné à assem- bler les deux moitiés du carter. Les systèmes de conditionnement d'air des véhi- cules automobiles nécessitent de petits compresseurs lé- gers pouvant être montés commodément sur le moteur et qui sont entraînés par le même système de courroies que celui utilisé pour entraîner le ventilateur, l'alternateur et la pompe de servodirection. Un compresseur qui a répondu à ces exigences, est un compresseur radial dans lequel plusieurs pistons sont animés d'un mouvement de va- et-vient dans des cylindres disposés radialement autour du vilebrequin. Toutefois, un problème que pose ce type de com- presseur, réside dans la difficulté de l'assemblage des pistons au carter et au vilebrequin. Une méthode adoptée à cet effet dans la technique antérieure consiste à intro- duire les pistons dans les cylindres, pour les assembler ensuite à l'étrier par calage à la presse. Une technique plus satisfaisante est illustrée dans le brevet des Etats- Unis d'Amérique 3.910.164 dans lequel on décrit un compres- seur radial dont le carter est en deux parties, chacune des deux moitiés de ce carter comportant plusieurs cavités transversales semi-cylindriques. L'assemblage de pistons est placé dans une des moitiés de carter, après quoi l'au- tre moitié y est fixée. Un perfectionnement à ce type de base de compresseur est décrit dans la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique N0 939.877 déposée le 5 septem- bre 1978 au nom de la Demanderesse. Le compresseur fai- sant l'objet de cette demande de brevet résout le problème que pose l'obtention d'une bonne étanchéité entre les moi- tiés de carter en assemblant préalablement les pistons à des chemises intérieures de cylindres en acier estampé, avant d'assembler ces pistons au carter. Ces chemises empêchent les cylindres de fuir par l'interface entre les moitiés de carter et elles assurent la compatibilité dési- rée à l'usure vis-à-vis des pistons en aluminium. Dans le compresseur décrit dans la demande de brevet précitée des EtatsUnis d'Amérique No 939.877, un logement extérieur qui est également réalisé en deux piè- ces, entoure le carter en formant les chambres d'admission et d'échappement. Un problème important que pose la réa- lisation d'un compresseur léger de véhicule automobile, comprenant ce logement qui en constitue l'enveloppe à hau- te pression, consiste à conférer, à ce logement, une résis- tance suffisante pour qu'il puisse supporter les niveaux de pression d'explosion de sécurité requis. Il arrive fréquemment que l'on ne puisse se fier uniquement à la soudure prévue autour de l'interface des moitiés de loge- ment pour répondre de manière satisfaisante aux normes de sécurité imposées. Afin de résoudre ce problème, suivant la présente invention, on renforce les extrémités flexi- bles de ce type de logement en y associant des tirants qui sont assemblés rigidement aux moitiés de logement par sou- dage, rivetage, etc. Afin d'obtenir une bonne résistance et de rédui- re au minimum les dimensions hors tout du compresseur, il est avantageux de faire passer les tirants à travers des ouvertures ménagées dans les moitiés de carter. Toutefois, on est alors confronté à un problème secondaire, à savoir la formation d'un parcours de fuite interne éventuel entre la cavité à haute pression et la cavité à basse pression dans la zone des ouvertures définies pour permettre le pas- sage des tirants. On résout les problèmes précités que posent les compresseurs radiaux à carter en deux parties de la techni- que antérieure, grâce à la présente invention selon laquel- le les couvercles avant et arrière du logement extérieur sont fixés l'un à l'autre au moyen de tirants passant à travers des ouvertures correspondantes ménagées dans les moitiés de carter, ces tirants étant assemblés rigidement, par leurs extrémités-opposées, aux moitiés du logement ex- térieur qu'ils servent à assujettir fermement l'une à l'autre. Les tirants passent à travers des rivets tubu- laires adaptés dans les ouvertures ménagées dans les moi- tiés du carter et ces rivets sont ensuite aplatis, de fa- çon à fixer rigidement ces moitiés de carter l'une à l'au- tre, tout en étanchéifiant l'interface comprise entre ces dernières dans la zone des ouvertures. Les rivets tubu- laires servent également de guide pour les tirants au cours de l'assemblage afin de faire coïncider aisément ces derniers et la moitié avant du logement avec la moitié ar- rière de ce dernier. Spécifiquement, la présente invention envisage un assemblage de logement destiné à être utilisé dans un compresseur radial du type comprenant un carter dans le- quel sont montés plusieurs cylindres orientés radialement, un assemblage de vilebrequin venant se loger dans ce car- ter en y étant centré par rapport aux cylindres, ainsi que des pistons reliés à cet assemblage de vilebrequin et ve- nant se loger dans l-es cylindres pour y effectuer un mou- vement de va-et-vient. Le carter est du type en deux par- ties, ses deux moitiés étant réunies l'une à l'autre à une interface intersectant axialement les cylindres. Le loge- ment pour ce carter est également constitué de deux moitiés appariées l'une à l'autre le long d'une interface étanche aux fluides, ce logement étant perfectionné par l'adjonc- tion de plusieurs tirants s'étendant à travers le carter et assemblés, par leurs extrémités opposées, aux moitiés du logement qu'ils servent à assujettir -fermement l'une à l'autre. Les ouvertures ménagées dans le carter pour le passage des tirants, sont étanchéifiées au moyen de man- chons tubulaires qui servent également à assembler les moi- tiés du carter l'une à l'autre. Dans une forme de réalisation préférée de l'in- vention, les tirants sont soudés à la surface intérieure d'une des moitiés du logement et ils s'étendent à travers des ouvertures ménagées dans l'autre moitié du logement en étant soudés à la surface extérieure de cette dernière. De préférence, les manchons sont des rivets tubulaires à oeillet qui sont aplatis contre les surfaces avant et ar- rière des moitiés de carter, de façon à étanchéifier les ouvertures prévues pour le passage des tirants, tout en assujettissant rigidement ces moitiés de carter l'une à l'autre. La structure décrite ci-dessus permet de renfor- cer les extrémités flexibles du logement, tout en étanchéi- fiant les parcours de fuite virtuels définis entre la ca- vité à haute pression et la cavité à plus basse pression. De plus, l'assemblage du compresseur qui est la raison principale pour laquelle le carter est divisé en deux moi- tiés le long des axes des cylindres, est facilité en uti- lisant les rivets tubulaires comme guides pour les tirants. Dans les dessins annexés la figure 1 est une vue éclatée en perspective d'une partie d'un compresseur radial à étrier de calage comprenant l'assemblage de logement et de carter suivant la présente invention; la figure 2 est une vue en coupe du compresseur, vu le long de l'axe du vilebrequin; et la figure 3 est une vue en coupe partielle pri- se suivant la ligne 3-3 de la figure 2 et illustrant l'as- semblage de tirants et de rivets tubulaires. En se référant à présent en détail à ces dessins, le compresseur suivant la présente invention comprend deux moitiés ou sections de carter en aluminium coulé 6 et 8 dans chacune desquelles sont ménagées des cavités semi- cylindriques 10. Ces cavités semi-cylindriques 10 sont disposées de telle sorte que leurs axes s'étendent perpen- 2471 499 diculairement à l'axe du vilebrequin 12 tandis que, lors- que les deux sections de carter 6 et 8 sont assemblées, ces cavités 10 forment les cylindres 14 dans lesquels viennent se loger les pistons 16. Les pistons 16 font partie de deux éléments so- lidaires 18 formant un étrier double. Les pistons 16 sont introduits dans des chemises intérieures de cylindres res- pectives 22 en acier estampé de forme généralement cylin- drique comportant de courtes brides 24 à leurs extrémités distales. La figure 1 illustre également une des quatre plaques de soupapes 26 conçues pour venir prendre appui sur les épaulements 24 des chemises de cylindres 22, ainsi qu'un des rivets de décharge 28. Etant donné que la pré- sente invention concerne l'assemblage de carter et de lo- gement, seul le profil général de l'ensemble des pièces mobiles du compresseur est illustré en figure 1. On se référera à présent à la figure 2 qui il- lustre des détails supplémentaires de la structure du com- presseur. Le vilebrequin 12 est logé de manière rotative dans un palier 30 et, comme le montre le dessin, il compor- te un passage de lubrifiant 32. Des segments de pistons 34 sont adaptés à la manière de déclics dans des gorges pratiquées dans les pistons 16, tandis que des soupapes d'aspiration à charnière 36 sont reliées à ces derniers au moyen de rivets 38. Des bagues élastiques 40 maintiennent les pla- ques de soupapes 26 en place, tandis que des soupapes de décharge à charnière 42 sont reliées à ces plaques 26 au moyen d'éléments de retenue 43 et de rivets 44. Les che- mises de cylindres 22 sont maintenues en place par leurs brides 24 qui sont serrées entre les épaulements formés sur les moitiés de carter 6, 8 et les plaques de soupapes 26. Chacune des sections de carter 6 et 8 comprend des joues 46 à surfaces planes correspondantes 48 qui vien- nent se placer en aboutement face à face lorsque les sec- tions de carter 6 et 8 sont assemblées. Afin d'empêcher les fuites entre la chambre à haute pression et la cham- bre à plus basse pression, il est nécessaire d'établir un contact parallèle et uniforme entre les surfaces opposées 48 des joues 46. Les sections de carter 6 et 8 sont as- semblées l'une à l'autre au moyen de rivets tubulaires à oeillet 50 comportant chacun une tête élargie 52. Chacun de ces rivets s'étend à travers les ouvertures 54 ménagées dans les sections de carter 6, 8 et qui sont en alignement lorsque ces dernières sont assemblées, les têtes élargies 52 de ces rivets venant buter contre des zones en saillie 56 prévues sur les joues 46 de la section de carter 6. Les extrémités distales 57 des rivets tubulaires 50 sont aplaties, de façon à les déployer vers l'extérieur contre la surface extérieure 58 de la section de carter 8, for- mant ainsi, comme le montre la figure 3, des rebords grâce- auxquels les sections de carter 6 et 8 sont fixées étroi- tement l'une à l'autre. Les rivets tubulaires 50 servent également à étanchéifier l'interface comprise entre les sections de carter 6 et 8 dans la zone des ouvertures 54 en empêchant ainsi les fuites entre les chambres à haute pression et à basse pression. Le carter assemblé est enfermé dans un assembla- ge de logement comprenant un couvercle avant 60 et un cou- vercle arrière 62 réalisés chacun en acier estampé. Le couvercle avant 60 est un peu plus grand que le couvercle arrière 62 et il vient buter contre la face frontale de la section de carter 6, de telle sorte que le coussinet tubulaire 64 du vilebrequin s'étende à travers une ouver- ture 66 ménagée dans ce couvercle avant 60. Un joint to- rique 68 étanchéifie l'interface comprise entre la section de logement avant 60 et la section de carter 6 dans la zone de l'ouverture 66, tandis qu'un écrou 70 assure l'as- semblage de la section de logement avant du carter. La section de logement arrière 62 vient buter contre la section de carter 8 et elle renferme une chambre 24 7149e d'admission axiale 72 venant s'adapter autour de la par- tie tubulaire dirigée vers l'arrière 74 de la section ar- rière 8 du carter. Un joint torique 76 comprimé entre la section de logement arrière 62 et la surface arrière de la section de carter 8 sert à étanchéifier la chambre d'admission 72 vis-à-vis de la chambre de décharge 94, laquelle est formée entre le logement 60, 62 et le carter 6, 8. Un tube d'admission 78 communique avec l'intérieur de la chambre 72, tandis qu'un tube de décharge 80 commu- nique avec l'intérieur du logement 60, 62. Les moitiés de logement 60 et 62 sont maintenues ensemble au moyen de quatre tirants en acier 82 qui sont soudés à la surface intérieure 84 de la section avant 60 du logement, ces tirants s'étendant à travers les rivets tubulaires 50, ainsi qu'à travers des ouvertures 86 pra- tiquées dans la section arrière 62 du logement (figure 3). Tandis que les sections de logement 60 et 62 sont ainsi assemblées étroitement l'une à l'autre, les soudures 88 formées entre les tirants 82 et la surface extérieure 90 de la section de logement arrière 62 retiennent l'assem- blage en place. Les sections de logement avant et arrière et 62 sont également soudées l'une à l'autre en 92 sur toute la périphérie de leur interface mutuelle. Bien que, dans la forme de réalisation illustrée, les tirants 82 soient soudés en place, on peut adopter d'autres techni- ques de fixation tellesqu'un rivetage, une fixation à l'aide d'écrous, etc., pour autant que l'intérieur du lo- gement 60, 62 reste étanche. Lorsque le compresseur est assemblé, la chambre de décharge à haute pression 94 est définie entre le logement 60, 62 et le carter 6, 8, la chambre d'admission 72 étant étanchéifiée vis-àvis de cette chambre 94 au moyen du joint torique 76. Etant don- né qu'ils sont placés en alignement avec les ouvertures 54 et qu'ils sont aplatis étroitement et hermétiquement con- tre les moitiés de carter 6, 8, les rivets tubulaires 50 empêchent les fuites entre les chambres précitées à haute pression et à basse pression 94 et 72 autour des ouvertu- res 54. Lors de l'assemblage du compresseur, les élé- ments 18 formant étrier pour les pistons sont préalable- ment assemblés, avec leurs segments 34, aux chemises de cylindres 22, après quoi cet assemblage est installé sur le vilebrequin. On procède ensuite à la mise en place du coulisseau 20 d'une seule pièce dans la section de carter 6, puis à celle du second sous-ensemble étrier/chemises de cylindres. Ensuite, on place l'autre moitié 8 du carter par-dessus cet assemblage, on introduit les rivets tubu- laires 50 dans les ouvertures 54 et on aplatit leurs ex- trémités distales contre la section de carter 6, de façon à maintenir les sections de carter 6 et 8 étroitement as- semblées, après quoi on installe les assemblages de soupa- pes. On soude ensuite les tirants 82 à la surface in- térieure 84 de la section de logement 60, puis on intro- duit le carter assemblé (y compris le joint torique 68) dans cette section 60 par-dessus les tirants 82, lesquels sont guidés au moyen des rivets tubulaires 50. On adapte ensuite l'écrou 70 qui sert à retenir l'assemblage dans le logement 60 et à emprisonner le joint torique 68. Après la mise en place du joint torique 76, on adapte la section de logement arrière 62 par-dessus le carter assemblé et on l'introduit dans la section de logement avant 60, de telle sorte que les tirants 82 s'étendent à travers les ouvertu- res 86 (figure 3). On soude ensuite les extrémités des tirants 82 à la surface extérieure 90 de la section de lo- gement arrière 62, l'interface comprise entre les sections de logement 60 et 62 étant étanchéifiée au moyen de la soudure 92. Lors de la mise en service, tandis que le vile- brequin 12 est entraîné en rotation au moyen d'un assembla- ge à poulie/courroie (non représenté), le coulisseau 20 amène les pistons 16 à effectuer un mouvement de va-et- vient dans leurs cylindres respectifs 14, ce qui a pour effet d'aspirer le gaz de la chambre d'admission 72 dans ces derniers et de décharger le gaz comprimé dans la cham- bre de décharge 94. Le gaz entrant est acheminé dans la chambre d'admission 72 via le tube 78, tandis que le gaz de décharge sous haute pression est acheminé au conden- seur du système de réfrigération (non représenté) via le tube de décharge 80. Bien que la présente invention ait été décrite en se référant à une de ses formes de réalisation préfé- rées, il est entendu que d'autres modifications peuvent y être apportées. En conséquence, la présente spécifica- tion couvre toutes les variantes, utilisations ou adapta- tions de l'invention conformément aux principes généraux de cette dernière, y compris les concepts appartenant au domaine de la technique habituelle ou connue concernée par la présente invention dont le cadre est défini par les re- vendications ci-après. REVENDICATIONS 1. Compresseur radial du type comprenant un carter dans lequel sont montés plusieurs cylindres orien- tés radialement. un vilebrequin venant se loger dans ce carter en y étant centré par rapport aux cylindres, ainsi que des pistons reliés à ce vilebrequin et venant se loger dans les cylindres pour y effectuer un mouvement de va-et- vient, le carter étant du type en deux parties, ses deux moitiés étant réunies l'une à l'autre à une interface in- tersectant axialement les cylindres, ce carter étant en- touré d'un logement également constitué de deux moitiés appariées l'une à l'autre le long d'une interface étanche aux fluides, caractérisé en ce qu'il comprend également plusieurs tirants s'étendant dans le logement et reliés aux deux moitiés de ce dernier en les assujettissant l'une à l'autre. 2. Compresseur suivant la revendication 1, ca- ractérisé en ce que les tirants sont constitués chacun d'un organe métallique en forme de tige dont u*ne extrémité s'étend à travers une ouverture pratiquée dans une des moitiés de logement en y étant soudée, de façon à assem- bler étroitement ces moitiés de logement l'une à l'autre. 3. Compresseur suivant la revendication 2, ca- ractérisé en ce que l'autre extrémité de chacun des orga- nes en forme de tige est soudée à l'autre moitié de loge- ment. 4. Compresseur suivant la revendication 1, ca- ractérisé en ce qu'il comprend plusieurs ouvertures ména- gées dans le carter et à travers lesquelles passent les tirants, ainsi que des rivets à oeillet adaptés dans cha- cune de ces ouvertures et servant à riveter les moitiés de carter l'une à l'autre, ces rivets étanchéifiant l'inter- face de ces moitiés de carter autour des ouvertures préci- tées, tout en faisant office de manchons pour les tirants. 5. Compresseur suivant la revendication 4, ca- ractérisé en ce que ces rivets à oeillet constituent l'uni- que moyen d'assemblage entre les moitiés de carter. 6. Compresseur radial du type comprenant un carter dans lequel sont montés plusieurs cylindres orien- tés radialement, un vilebrequin venant se loger de maniè- re rotative dans ce carter en y étant centré par rapport aux cylindres, ainsi que des pistons reliés à ce vile- brequin et venant se loger dans les cylindres pour y ef- fectuer un mouvement de va-et-vient, le carter étant du type en deux parties, ses deux moitiés étant mutuellement appariées à une interface étanche aux fluides, ce carter étant entouré d'un logement également constitué de deux moitiés appariées l'une à l'autre le long d'une interface étanche aux fluides, caractérisé en ce qu'il comprend plu- sieurs ouvertures ménagées dans chacune des moitiés de carter, les ouvertures respectives de chaque moitié de carter étant mutuellement appariées, des manchons adaptés dans chaque paire d'ouvertures appariées et servant à as- sembler étroitement les moitiés de carter l'une à l'autre, ainsi que plusieurs tirants s'étendant à travers les man- chons respectifs et reliés aux moitiés de logement pour les assujettir l'une à l'autre. 7. Compresseur suivant la revendication 6, ca- ractérisé en ce que ces manchons servent à étanchéifier l'interface comprise entre les moitiés de carter autour des ouvertures précitées. 8. Compresseur suivant la revendication 7, ca- ractérisé en ce que ces manchons sont des rivets à oeillet et constituent l'unique moyen d'assemblage entre les moi- tiés de carter. 9. Compresseur suivant la revendication 6, ca- ractérisé en ce que les tirants sont constitués chacun d'un organe métallique en forme de tige dont une extrémité s'étend à travers une ouverture pratiquée dans une des moitiés de logement en y étant soudée, de façon à assem- bler étroitement ces moitiés de logement l'une à l'autre. 10. Compresseur suivant la revendication 9, ca- ractérisé en ce que les moitiés de logement sont soudées l'une à l'autre le long de leur interface. 11. Compresseur comprenant un carter, un loge- ment entourant ce carter en définissant une chambre de dé- charge entre eux, des éléments prévus 'dans ce carter pour comprimer un fluide et décharger le fluide ainsi comprimé dans la chambre de décharge, ce logement comprenant une première section et une seconde section séparée appariée à la première le long d'une interface étanche aux fluides, ainsi que plusieurs tirants reliés chacun, par une de leurs extrémités, à une des sections du logement et, par leur autre extrémité, à l'autre section de ce dernier, de façon à assembler rigidement ces sections de logement l'une à l'autre. 12. Compresseur suivant la revendication 11, ca- ractérisé en ce que les tirants passent à travers des ou- vertures ménagées dans le carter. 13. Compresseur suivant la revendication 11, ca- ractérisé en ce que les tirants sont reliés à une surface intérieure d'une des sections de logement et passent à travers des ouvertures extérieures ménagées dans l'autre section de logement, des éléments étant prévus pour étan- chéifier ces ouvertures autour des tirants passant à tra- vers ces dernières, de façon à maintenir le logement étan- che aux fluides. 14. Compresseur suivant la revendication 13, ca- ractérisé en ce que les tirants sont soudés aux sections de logement.