Brevet FR2560299A1 — publié le 19850830

Compresseur de fluide à dispositif de détection de vitesse de rotation ". L'invention concerne un compresseur de fluide à dispositif de détection de vitesse de rotation, destiné à être utilisé dans un dispositif de conditionnement d'air d'automobile. Dans un compresseur de conditionnement d'air d'automobile, lorsque la rotation de ce compresseur est stop- pée, par exemple par blocage des enroulements, la liaison entre la source d'entraînement et le compresseur doit être coupée rapidement. Si le compresseur, un alternateur ou autres équi- pements, sont entratnés ensemble par une courroie à section en V, il faut absolument que le mouvement des autres équi- pements ne soit pas affecté par l'arrêt du compresseur. Du fait de cette nécessité, des dispositifs de détection de vitesse de rotation doivent être associés aux compresseurs d'automobiles. Il est bien connu qu'il existe de nombreux types de dispositifs de détection de vitesse de rotation utilisables sur des compresseurs, ces dispositifs étant par exemple de types mécaniques, de types à générateurs, de types à induction électromagnétique etc... Ces dispositifs typiques de détection de vitesse de rotation sont placés soit devant l'embrayage soit en saillie derrière le compresseur, ce qui augmente l'espace occupé par le compresseur. Cependant, com- me l'espace disponible pour un conditionneur d'air d'auto- mobile est limité, il est difficile de lui associer un te] dispositif de détection de vitesse de rotation. De plus, il est nécessaire d'utiliser un nouveau procédé de détectionde vitesse de rotation dans les compresseurs du type dans lequel l'arbre principal ne peut traverser l'arrière du carter de compresseur. Par exemple, dans un compresseur de type à spirale, l'arbre principal ne traverse pas l'arrière du carter de compres- seur de sorte qu'on ne peut détecter la vitesse de la rotation par l'extrémité arrière d'un tel compresseur placé dans son carter. L'invention a pour but de pallier les incon- vénients ci-dessus en créant un compresseur muni d'un dis- positif de détection de vitesse de rotation se fixant à l'intérieur du compresseur, de manière à ne pas augmenter la taille de ce dernier. A cet effet, l'invention concerne un compres- seur de fluide comprenant un carter, un arbre d'entralnement principal monté en rotation dans le carter, un embrayage électromagnétique monté sur le carter de compresseur pour coupler sélectivement l'arbre d'entraînement principal à une source d'entraînement extérieure, et un élément de compression couplé à l'arbre d'entraînement principal pour être entraîné par celui-ci, compresseur caractérisé en ce qu'il utilise un élément tournant asymétrique placé dans le carter et couplé à l'arbre d'entraînement principal pour être entraîné en rotation par celui-ci et pour recevoir le flux magnétique d'excitation provenant de l'embrayage électromagnétique par l'arbre d'entraînement principal, et des moyens de détection destinés à détecter le nombre de tours de l'élément de compression, ces moyens de détection étant constitués par un détecteur magnétique relié au carter et comportant une partie venant au voisinage du lieu de rotation de l'élément tournant asymétrique pour détecter les variations du flux magnétique lorsque cet élément tournant asymétrique passe devant le détecteur magnétique. L'invention sera décrite en détail en se référant aux dessins ci-joints dans lesquels: - la figure 1 est une vue en coupe d'un compresseur de type à spirale illustrant une forme de réalisation de l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe d'un détecteur magnétique utilisé dans cette forme de réalisa- tion de l'invention; - la figure 3 est une vue d'un détecteur magnétique à rotor asymétrique, illustrant le fonctionne- ment par induction électromagnétique de l'invention; - la figure 4 est une vue illustrant les variations de tension produites par le détecteur magnétique de la figure 3; et - la figure 5 est une vue en coupe d'un compresseur illustrant une autre forme de réalisation de l'invention. La figure 1 des dessins représente un compresseur de type à spirale, muni d'un carter 1 comprenant une plaque d'extrémité avant 11 et une partie en forme de coupelle 12. Un arbre d'entraînement principal 2 passe dans un trou 11 percé dans la plaque d'extrémité avant 11, et un disque de rotor 21 est fixé à l'extrémité intérieur de l'arbre d'entraînement principal 2, ce disque de rotor étant monté en rotation dans un coussinet de roulement 13 placé dans le trou 111. La plaque d'extrémité avant 11 comporte un manchon 14 faisant saillie sur celle-ci et entourant l'arbre d'entraînement principal 2. Un palier de roulement 15 est monté dans l'extrémité avant du manchon 14 pour supporter en rotation l'arbre 1 d'entraînement principal 2. Un rotor d'embrayage 31 est monté en rotation dans un palier de roulement 16 et un électro-aimant 32 est fixé sur la surface extérieure du manchon 14. Une plaque d'armature 33 est montée élastiquement sur l'extrémité de l'arbre d'entraînement principal 2 sortant du manchon 14. Oh obtient ainsi un embrayage électromagnétique constitué par le rotor d'embrayage 31, l'électro-aimant 32 et la plaque d'armature 33. La rotation produite par une source d'entraînement extérieure (constituée par exemple par un moteur d'automobile) est transmise à l'arbre d'entraîne- ment principal par l'embrayage électromagnétique. Plus pré- cisément, la rotation produite par la source d'entraînement extérieure, est transmise au rotor d'embrayage 31 par une courroie et ensuite, lorsque la plaque d'armature 33 se trouve reliée au rotor d'embrayage 31 par alimentation électrique de l'électro-aimant 32, la rotation est trans- mise du rotor d'embrayage 31 à la plaque d'armature 33, et de celle-ci à l'arbre d'entraînement principal 2. L'ouverture de la partie en forme de coupelle 12 est fermée par la plaque d'extrémité avant 11. Une spirale orbitale 24 est montée en rotation, par l'intermédiaire d'un coussinet 23, sur un disque d'entraînement relié excentrique- ment à la surface d'extrémité intérieure du disque de rotor 21. Une spirale fixe 25 s'emboîte dans la spirale orbitale 24 et la plaque d'extrémité de la spirale fixe 25 est fixée dans la partie en forme de coupelle 12. Un mécanisme anti- rotation empêchant la rotation de la spirale orbitale 24, est constituée par un anneau fixe 112, un anneau orbital 113 et des billes 114. L'anneau fixe 112 est fixé à la plaque d'extrémité avant 11, et l'anneau orbital 113 est fixé à la plaque d'extrémité de la spirale orbitale 24 de manière à venir en face de l'anneau 112. Un ensemble de billes 11i4 sont placées entre les deux anneaux et viennent se loger dans des trous de réception de billes ménagés dans chaque anneau. Le fluide qui pénètre par l'orifice d'aspira- tion 4 est admis dans un espace fermé constitué par la spirale orbitale 24 et la spirale fixe 25, progressivement comprimé, entraîné vers le centre des deux spirales par le mouvement orbital de la spirale orbitale 24, évacué par l'orifice de sortie 51 vers la chambre d'échappement 5, et mis en circu- lation par l'orifice d'échappement 6. Un contrepoids en forme de demi-disque 26, réalisé dans une substance magnétique, est couplé au méca- nisme d'entraînement en un point situé entre le disque de rotor 21 et le disque d'entraînement 22. Plus précisément, le contrepoids 26 est fixée au disque d'entraînement 22. La figure 2 représente une structure de détec- teur mégnatique 7 selon l'invention. Ce détecteur magnétique 7 comporte une bobine 73 montée dans un noyau 72. Un noyau de fer doux 71 est introduit au centre du noyau 72. La bobine 73 est fixée au noyau 72 et ce noyau 72 est fixé au noyau de fer doux 71 par une résine époxy 74. Le détecteur magnétique 7 est introduit dans un trou percé dans la plaque d'extrémité avant 11, dans le sens de la flèche indiquée sur la figure 2. Le trou de pénétration est pré-formé dans la plaque d'extré- mité avant 11. L'extrémité éloignée du noyau de fer doux 71 est formée de manière à venir exactement à ras de la surface intérieure de la plaque d'extrémité avant 11, à l'endroit o elle se termine. On décrira maintenant sur la figure 3 le fonctionnement du dispositif de détection de vitesse selon l'invention. A chaque fois que l'électroaimant 32 est excité par un courant électrique, l'arbre d'entraînement 2 est magnétisé par le flux magnétique d'excitation, de même que le contrepoids en forme de demi-disque 26. Bien que le contrepoids 26 tourne avec le disque d'entraînement 22, le mouvement de ce contrepoids 26 est le même que le mouvement de rotation autour du centre 28 de l'arbre principal 12, car le disque d'entraînement 22 est couplé excentriquement à l'arbre d'entraînement principal 2 par une tige d'entraîne- ment. Le disque d'entraînement 22 est à son tour couplé à la spirale orbitale 24 de façon que chaque tour de l'ensemble constitué par le disque d'entraînement 22 et le contrepoids 26, corresponde à un tour de la spirale orbitale 24. L'extré- mité éloignée du détecteur magnétique 7 vient se situer au -voisinage et en face du lieu de rotation du contrepoids 26, c'est à dire au voisinage de la zone extérieure maximum par laquelle passe le contrepoids 26. Le flux magnétique 0 qui traverse le détecteur magnétique 7, du fait de la magnétisation du contrepoids en forme de demi-disque 26, passe par sa valeur maximum lorsque la partie A-B-A' du contrepoids en forme de demidisque 26 est voisine du détecteur magnétique 7, et passe par sa valeur minimum lorsque cette partie n'est pas voisine du détecteur mangétique 7. Par suite, le flux magnétique qui traverse le détecteur magnétique 7 varie sous l'effet de la rotation du contrepoids en forme de demi-disque 26, et la tension représenté par la formule (1) ci-dessous est produite dans le détecteur magnétique 7 par induction électromagnétique. de e =- _d.... (1) dt Lorsque le contrepoids en forme de demis-disque 26 représenté sur la figure 3, tourne dans le sens de la flèche indiquée, le flux magnétique 0 traversant le détecteur magné- tique 7 diminue lorsque le point A' passe devant le détecteur 7, et une tension positive est induite dans ce détecteur 7 sui- vant la formule (1). De la même façon, une tension négative est induite dans le détecteur 7 lorsque le point A passe de- vant celui-ci. Plus précisément, à chaque tour de révolution du contrepoids en forme de demi-disque 26, une impulsion de tension positive et une impulsion de tension négative sont pro- duites dans le détecteur magnétique 7, comme indiqué sur la figure 4. Par suite, on peut détecter le nombre de tours du compresseur en mesurant le nombre des impulsions. Du fait de sa forme de demi-disque, le contrepoids 26 fonctionne en élément tournant asymétrique pour produire dans le détecteur 7 les impulsions électriques qui sont en corrélation au mouvemf de rotation/mouvement orbital de la spirale 24 constituant l'élément de compression. La figure 5 représente une forme de réalisa- tion de l'invention dans laquelle un détecteur magnétique 7 selon l'invention est monté dans un compresseur de type à plaque batteuse. Un rotor de came 8, incliné sur une face l'extrémité, est entrainé en rotation par l'arbre d'entrai- nement principal 2. Un piston 10 va et vient sous l'effet des oscillations d'une plaque batteuse 9 couplée à la face plane inclinée du rotor de came 8. Une projection 81 fait saillie radialement sur le pourtour extérieur du rotor de came 8. Cette projec- tion 81 entoure une partie de la circonférence du rotor de came 8 de manière à présenter des points extrêmes semblables aux points extrêmes A et A' du contrepoids 26. Ainsi, le rotor de came 8 est asymétrique et fonctionne en élément tournant asymétrique de façon que le flux magnétique détecté par le détecteur 7 varie de la même manière, au cours de la rotation du rotor de came 8, qu'au cours de la rotation du contrepoids 26. Bien évidemment, le flux magnétique passant dans le rotor de came 8 résulte du flux magnétique d'excita- tion obtenu lorsque l'électro-aimant 32 est excité. Dans cette dernière forme de réalisation, la vitesse de rotation du compresseur est donc détectée de manière analogue à celle de la première forme de réalisation dans laquelle un détec- teur magnétique est placé au voisinage d'un élément tournant asymétrique, dans le carter du compresseur. Comme indiqué ci-dessus, le compresseur de fluide selon l'invention est équipé d'un élément tournant asymétrique essentiellement magnétisé par l'embrayage électro- magnétique et un détecteur magnétique est placé au voisinage du lieu de rotation de l'élément tournant asymétrique à l'intérieur du carter de compresseur. Le flux magnétique tra- versant le détecteur magnétique varie essentiellement en fonction de la distance comprise entre les différentes parties de l'élément asymétrique, et le détecteur magnétique. On peut ainsi détecter la vitesse de rotation de l'élément de compression du compresseur en mesurant la tension induite dans le détecteur magnétique. Il n'est pas nécessaire, dans ce cas, de prévoir beaucoup de place pour loger ce détecteur dans le compresseur, ce qui le rend facile à monter sur une automobile. On peut détecter avec grande précision le nombre de tours du compresseur car le nombre des impulsions de sortie du détecteur magnétique est lié à la vitesse de rota- tion de l'arbre principal. 9. R E V E N D I C ATI 0 N S 1 ) Compresseur de fluide comprenant un carter (1), un arbre d'entraînement principal (2) monté en rotation dans le carter (1), un embrayage électromagnétique (31, 32, 33) monté sur le carter de compresseur (1) pour coupler sélectivement l'arbre d'entralnement principal (2) à une source d'entraînement extérieure, et un élément de compression (24) couplé à l'arbre d'entraînement principal (2) pour être entraînée par celui-ci, compresseur carac- térisé en ce qu'il utilise un élément tournant symétrique (24, 8) placé dans le carter (1) et couplé à l'arbre d'en- trainement principal (2) pour être entrainé en rotation par celui-ci et pour recevoir le flux magnétique d'excitation provenant de l'embrayage électromagnétique (31, 32, 33) par l'arbre d'entralnement principal (2), et de moyens de détec- tion (7) destinés à détecter le nombre de tours de l'élément de compression, ces moyens de détection étant constitués par un détecteur magnétique (7) relié au carter (1), et compor- tant une partie (71) venant au voisinage du lieu de rotation de l'élément tournant asymétrique (26, 8) pour détecter les variations du flux magnétique lorsque cet élément tournant asymétrique (26, 8) passe devant le détecteur magnétique (7). 2 ) Compresseur de fluide selon la reven-- dication 1, caractérisé en ce que-l'élément tournant asymé- trique est un contrepoids (26) destiné à équilibrer la force centrifuge des parties tournantes du compresseur. ) Compresseur de fluide selon la reven- dication 2, caractérisé en ce que ce compresseur est le type à spirale (24). ) Compresseur de fluide selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que l'élément tournant asymétri- que est un rotor de came (8). ) Compresseur de fluide selon la reven- dication 4, caractérisé en ce que ce compresseur est du type à plaque batteuse (9) 6 ) Compresseur de fluide selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que les moyens de détection (7) sont placé, au moins partiellement, à l'intérieur du carter de compresseur (1) pour détecter le nombre de tours de l'élément de compression, ces moyens de détection étant constitués par un détecteur magnétique (7) relié au carter (1) et comportant une partie (71) venant au voisinage du lieu de rotation de l'élément tournant asymétrique (26, 8) pour détecter les variations du flux magnétique lorsque cet élément tournant asymétrique (26, 8) passe devant le détec- teur magnétique.