Brevet FR2533282A1 — publié le 19840323

Embrayage électromagnétique particulièrement approprié aux groupes frigori- fiques de transport. La présente invention se rapporte aux embrayages électromagnétique et elle concerne plus particulièrement un embrayage conçu pour accoupler un moteur à combustion interne et un compresseur de fluide frigorigène lorsque les arbres du moteur et du compresseur sont dans un alignement sensiblement axial. Un moyen courant d'accoupler le moteur à combustion interne d'un groupe frigorifique de transport et le compresseur de fluide frigorigène er ligne consiste & utiliser un embrayage centrifuge tel que le décrit, par exemple, le brevet américain n 3 941 012 Du fait des conditions sévères de service dans lesquelles ces embrayages doivent úonctionner, le embrayage centrifuge caractéristique de production courante du cessionnaire de la pré- sente demande, a une espérance de vie d'environ 3 000 à 5 000 heures Une des raisons de cette espérance de vie relativement limitée est due aux con- traintes élevées imposées aum organes de l'embrayage par les pulsations du couple du moteur à combustion interne Les embrayages centrifuges nécessi- tent également des paliers qui présentent des difficultés d'entretien et, du fait que l'embrayage est sensibie à la vitesse, il ne peut etre désac- couplé indépendamment lorsque la vitesse du moteur est supérieure à celle qui effectue l'accouplemento Les embrayages électromagnétiques conçus pour accoupler un moteur et un compresseur frigorifique sont bien connus et sont décrits, par exeam- ple, dans le brevet américain n 4 187 939 Un compresseur de climatisation d'automobiles est prévu pour Etre accouplé à une poulie menée par une cour- roie, par l'intermédiaire d'un montage à embrayage électromagnétique Dans ce montage, une poulie qui est menée par une courroie venant du moteur est prévue pour être accouplée de manière à faire tourner l'arbre du compres- seur par 1 'intermédiaire d'un embrayage électromagnétique Dans ce montage, les pulsations ou pointes du couple du moteur sont absorbées par la cour- roie La poulie menée par la courroie est montée sur des palirs qui sont supportés, à leur tour, par le manchon de l'arbre du compresseur et, comme l'ensemble est guidé excentriquement à l'arbre du compresseur, il n'y a fon- damentalement aucun défaut de concentricité des plateaux d'embrayage qui se; ft face. On doit, bien entendu, se rendre compte que deux faces d'accoupie- ment qui se trouvent dans un plan perpendiculaire à l'axe des arbres à ac- coupler doivent etre concentriques, sinon ces faces se déplaceront constam- ment l'-me par rapport à l'autre pendant qu'elles sont accouplées Dans un groupe frigorifique de transport, une moitié de l'embrayage assure le gui- dage excentriquement à l'arbre du moteur, tandis que l'autre moitié de l'embrayage fournit le guidage excentriquement à l'arbre du compresseur La concentricité des deux faces d'accouplement sera donc égale à l'alignement des deux arbres plus les tolérances propres aulx différentes pièces qui Abou- tosent aux deux faces de l'embrayage. La présente invention a pour objet de fournir un embrayage élec- tromagnétique pour des montages dans lesquels il n'est pas nécessaire d'u- tiliser des paliers, dans lesquels un léger défaut d'alignement des deux arbres peut etre corrigé et dans lesquels un amortissement de la torsion est prévu pour absorber les pulsations du couple du moteur. Un montage d'embrayage électromagnétique suivant la présente in- vention est fourni pour accoupler un volant de moteur qui est rigidement fixé sur l'arbre de rotation du moteur, afin d'entratner le compresseur com- mandé par un arbre sensiblement aligné axialement avec l'arbre du moteur. Le montage comprend un moyen électromagnétique annulaire tournant qui est fixé directement et rigidement sur l'arbre du compresseur, une armature an- nulaire faisant Lace à ce moyen électromagnétique et fixée sur un plateau annulaire d'entra^nement Des moyens reliant ce plateau annulaire d'entrat- nement de llarmature au volant comprennent des tampons en élastomère placés dans plusieurs trous espacés circonférentiellement autour du volant, un nom- bre égal de broches d'entraenement fixées sur le plateau d'entraînement de l'armature et introduites dans les tarnpcr de manière à former des ajustages à glissement libre de sorte que, lorsque la bobine est excitée, l'armature et le plateau deentrafne;ment peuvent se déplacer librement et entrer en con- tact avec le moyen électromagnétique sans que les tampons ne retardent le déplacement des broches d'entra'nement le long du plateau d'entraînement. La présente inventicn sera bien comprise à la lecture de la des- cription suivante faite en relation avec les dessins ci-joints, dans les- quels la figure 1 est une vue schématique des parties du système d'entrafnement d'un groupe frigorifique de transport; la figure 2 est une vue en coupe d'un montage d'embrayage élec- tromagnétique suivant la présente invention, prévu pour accoupler un moteur et un compresseur; et la figure 3 est une vue de face d'une partie de l'armature et du plateau d'entratnement de l'armature. On se reportera maintenant à la figure 1 qui représente schémati- quement les parties du système d'entratnement d'un groupe frigorifique de transport Ces parties comprennent un moteur à combustion interne tel qu'un moteur diesel 10 entraînant, par l'intermédiaire de son vilebrequin 12, un volant 14 qui supporte une moitié 16 d'un embrayage électromagnétique dont l'autre moitié est constituée d'une poulie 18 calée sur l'arbre 20 du com- presseur 22 Dans l'exemple particulier de réalisation représenté à la fi- gure 1, un moteur électrique 24 est prévu pour entraîner le compresseur 22 par l'intermédiaire d'une poulie 26 et d'une courroie 28 lorsque le moteur à combustion interne ne fonctionne pas et que l'embrayage est désaccou- plé On doit bien noter que la présente invention est indépendante du fait que la moitié 18 de l'embrayage se présente sous la forme d'une poulie ou non. Conmme le représente la figure 2, le volant 14 rigidement monté sur le vilebrequin 12 du moteur, est logé dans un carter 30 auquel est fixé, par l'intermédiaire d'une face de guidage excentrée 32, le plateau 34 d'é- tanchéité du compresseur On dimensionne avec soin la partie du compresseur comprise entre le point 32 et l'emplacement de l'arbre 20 du compresseur afin que l'alignement axial de l'arbre 12 du moteur et de l'arbre 20 du compresseur soit aussi précis qu'il est raisonnablement possible. L'armature 36 est rigidement fixée par des vis 38 sur le plateau d'entrainement qui est relié, à son tour, au volant 14 de manière à four- nir un amortissement de la torsion Le moyen de liaison comprend plusieurs trous 42 espacés circonférentiellement autour du volant et dans lesquels sont embo Ités à la presse des tampons élastiques 44 Le plateau 40 d'en- traenement de l'armature comporte plusieurs broches 46 deentraÈnement, em- manchées à la presse dans le plateau et formant saillie dans les tampons 44 dans lesquels elles s'introduisent de manière à constituer un ajustage à glissement libre, de sorte que leur déplacement par rapport aux tampons n'est pas gêné Ainsi l'entraînement de l'armature 36 qui constitue une face de l'embrayage, s'effectue depuis le vilebrequin 12 du moteur par l'in- ternédiaire du volant 14, des tampons 44, des broches 46 d'entra Inement et du plateau 40 d'entraînement. L'autre moitié de l'embrayage est incorporée dans la poulie 18 qui est calée directement sur l'arbre 20 du compresseur au moyen d'un cla- vetage ou par un autre moyen La poulie comporte une cavité annulaire 48 dans laquelle est placé l'ensemble inducteur 50 Ce dernier, qui comprend la bobine annulaire 52, est fixé au plateau d'étanchéité du compresseur par des boulons 54. La face de la poulie constituant une moitié de l'embrayage est pourvue d'une série d'encoches séparées cireonférentielles 56 qui font Face à des rainures conjuguées 58 formées dans l'armature 36 (figure 3) de sorte que, lorsque la bobine 52 sera excitée, le trajet du flux sera tel qu'il est indiqué par la ligne 60 en traits interrompus, le flux effectuant deux pas- sages dans l'armature 36 L'intensité du champ magnétique créé par le flux attire l'armature 36 et le plateau 40 d'entra nement de l'armature vers la poulie 18 à travers l'entrefer 62 L'embrayage se trouve alors accouplé Le déplacement du plateau 40 d'entraînement de l'armature vers la poulie n'est empêché par aucune action de blocage ou de retard survenant entre les tam- pons 44 et les broches 46. Bien que cela ne soit pas absolument nécessaire, il est préférable de prévoir des moyens pour décoller de la poulie le plateau d'entrarnement de l'armature Ces moyens sont constitués, dans l'exemple illustré de réa- lisation, de boulons 64 vissés dans le volant 14 et passant dans des trous surdimensionnés 66 percés dans le plateau d'entraînement de l'armature Une rondelle 68 et un ressort 70 de compression accompagnent chaque boulon 64. Le surdimensionnement des trous fournit un jeu qui empêche les boulons 64 d'entrer en contact avec le plateau 40 d'entrarnement de l'armature Le dé- pacnment relatif entre le plateau 40 d'entranement de l'armature et les boulor ns 64 se produit lorsque les tampons 44 se déforment pour absorber les pointes de torsion,en particulier lorsque l'embrayage est engagé Le sur- dimensioramement des trous emp&che donc les boulons d'exercer une action sur la position radiale du plateau d'entraînement de l'armature. 253328 t L'entrefer entre l'armature 36 et la face d'embrayage de la poulie doit être maintenu dans certaines limites qui sont habituellement comprises entre 0,76 mm ( 0,03 pouce) et 1,27 mm ( 0,05 pouce) On peut généralement réaliser cet entrefer en réglant la distance entre la plaque 40 d'entraene- ment de l'armature et le volant 14 au moyen de boulons 65, vissés dans des trous taraudés 69 du plateau d'entranement, et d'écrous 67 de blocage Au cas o, les tolérances de fabrication s'ajoutant, l'entrefer augmenterait à un point tel que le réglage obtenu au moyen des boulons et des écrous de blocage serait insuffisant, on peut placer des cales 71 d'épaisseur entre l'armature 36 et le plateau 40 d'entratnement de l'armature pour résoudre la difficulté Ces cales d'épaisseur peuvent également être nécessaires a- près qu'une rectification de la poulie a été opérée pour éliminer les rai- nures provoquées par l'usure sur la face de la poulie. Le fonctionnement de l'embrayage est bien évident deaprès la des- cription qui précèdee Lorsque la bobine 52 est excitée, le flux passant dans la partie de la poulie qui constitue le moyen électromagnétique annulaire tournant, crée un champ magnétique qui permet d'attirer l'armature 36 et son plateau 40 d'entraînement dans la position d'accouplement Lorsque la bobine cesse d'&tre excitée, les ressorts 70 de compression repoussent le plateau 40 d'entra Tnement de l'armature contre le volant 14 et l'armature 36 est amenée ainsi dans la position de désaccouplement. Bien que l'on s'efforce d'obtenir un alignement axial précis des deux arbres sur les faces opposées de l'embrayage, en pratique et de manière caractéristique cet alignement est imparfait Du fait que leune des faces de l'embrayage est guidée excentriquement à l'arbre 12 du moteur et l'autre face excentriquement à l'arbre 20 du compresseur, il ne peut y avoir une concentricité parfaite des deux faces de l'embrayage Dans le montage sui- vant la présente invention, un léger défaut de concentricité peut être cor- rigé suffisamment par la déformation des tampons 44 en caoutchouc O Ces tam- pons en caoutchouc servent également à absorber les pulsations ou pointes du couple venant du moteur. On doit bien noter que le montage suivant la présente invention ne comporte pas de palier, les paliers dans les embrayages électromagnéti- ques constituant de manière caractéristique une difficulté majeure d'entre- tien De même, le montage suivant la présente invention ne comprend cucun des ressorts plats ou à lames qui sont généralement incorporés dans les em- brayages électro -ma,-étiques utilisés pour la climatisation d'automobiles, du type décrit dans le brevet mentionné ci-dessus. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisa- tion qui vie'ment d'être décrits, elle est au clontraire susceptible de va- riantes et de modifications qui apparatront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 Montage d'embrayage électromagnétique pour accoupler un volant monté sur l'arbre d'un moteur de commande afin d'entraîner une charge par l'intermédiaire d'un arbre qui est sensiblement dans-l'alignement axial de l'arbre du moteur de commande, ce montage d'embrayage électromagnétique étant caractérisé en ce qu'il comprend un moyen électromagnétique annulaire d'accouplement monté sur l'arbre d'entraînement de la charge pour tourner avec ce dernier; une armature faisant face à ce moyen électromagnétique et fixée sur un plateau d'entrafnement; et des moyens reliant ce plateau d'entratnement de l'armature au volant, ces moyens comprenant des tampons en élastomère places dans des trous formés axialement dans le volant et espacés circonférentiellement autour de l'axe de ce dernier, plusieurs bro- ches d'entraînement fixées sur le plateau d'entrafnement de l'armature et se prolongeant dans les tampons respectifs de manière à former avec ceuxci des ajustages à glissement libre permettant à l'armature et au plateau dten- tra Inement de l'armature de se déplacer librement et de s'accoupler au moyen électromagnétique d'accouplement lorsque ce dernier est excité, les tampons permettant aux broches d'entrafnement de se déplacer à l'intérieur d'eux- mémes sans que leur déplacement ne soit retardé et les tampons coopérant en outre avec les broches pour fournir un amortissement de la torsion créée entre le plateau d'entrafnement de l'armature et le volant. 2 Montage d'embrayage électromagnétique suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le plateau d'entratnement de l'armature est pous- sé vers le volant. 3 Montage d'embrayage électromagnétique suivant l'une des reven- dications 1 ou 2, caractérisé en ce que le moteur de commande est constitué d'un moteur à combustion interne; et en ce que la charge entraînée est constituée d'un compresseur. 4 Montage d'embrayage électromagnétique suivant la revendication 3, caractérisé en ce que le compresseur est un compresseur frigorifique. Système de commande de groupes Frigorifiques de transport pour -accoupler un moteur de commande à un compresseur frigorifique entrafné, ca- ractérisé en ce qu'il comprend un moteur de commande à combustion interne comportant un carter dans lequel est logé un volant entraené par le vilebre- quin du moteur, ce volant présentant plusieurs trous percés et espacés cire conférentiellement à sa périphérie; un compresseur comprenant un plateau fixé au carter du volant dans une position de guidage telle que le vilebre- iu Ln du compresseus se trouve dans 1 'alignement axial sensiblement direct du vilebrequin du moteur; un moyen électromagnétique annulaire tournant fixé directement et rigidement sur l'arbre du compresseur; une armature annulaire faisant face & ce moyen électromagnétique et fixée sur un pla- teau annulaire d'entra Tnement; des tampons en élastomère placés dans cha- cun des trous; et des broches d'entratnement fixées sur le plateau d'en- trafnement de l'armature et introduites dans les tampons de manière A for- mer des ajustages à glissement libre de sorte que, lorsque le moyen élec- tromagnétique est excité, l'armature et le plateau d'entraînement peuvent se déplacer librement et entrer en contact avec le moyen électromagnétique sans que les tampons ne retardent le déplacement des broches d'entra Tnement. 6 Système suivant la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour pousser le plateau d'entraînement de l'armature vers le volant et pour assurer le désaccouplement lorsque le moyen électro- magnétique cesse d'être excité.