Brevet FR2578586A1 — publié le 19860912

[ La présente invention concerne d'une manière générale un compresseur à piston alternatif pour petites machines de réfrigération et plus spécifiquement un nouvel agencement et un nouveau procédé d'assemblage de la bielle utilisée dans un tel compresseur. Les compresseurs de ce type de l'art antérieur compor- taient une bielle munie d'un pied de bielle et d'une tête de bielle, le pied de bielle étant raccordé par l'intermé- diaire d'un axe de piston au piston alternatif et la tête de bielle étant raccordée à un maneton qui est situé sur une ex- trémité d'un vilebrequin. Ce vilebrequin s'étend perpendicu- lairement à la course du piston et supporte, à son autre ex- trémité, le rotor d'un moteur électrique. Le stator du moteur est porté par un carter qui contient un élément de support pour vilebrequin, un cylindre, un organe d'admission et un si- lencieux. Ce carter est monté à l'intérieur d'une enceinte extérieure à l'aide de ressorts hélicoïdaux et cette enceinte extérieure est fermée par une partie supérieure en formant une unité totalement étanche. En raison des petites dimensions des pièces et de 1' espace réduit de montage de l'ensemble incluant le piston, la bielle et le maneton, il existe un certain nombre de solutions du point de vue construction pour la réalisation du montage de cet ensemble. Le fascicule de brevet référence No 4832/73/BR décrit un agencement selon lequel un coussinet est emmanché à force entre la tête de bielle et le maneton. Afin de permettre 1' assemblage, la tête de bielle possède un diamètre intérieur supérieur au maneton et le jeu existant entre ces éléments est comblé par le coussinet. Outre le fait de rendre le mon- tage assez difficile, cette solution requiert également des pièces supplémentaires. Les fascicules de brevets références PI 8 103 673/BR et EPO O0 46 142 décrivent la solution consistant en une fen- te s'étendant à travers la paroi du cylindre de manière à per- mettre à la bielle et à l'axe de piston d'être insérés dans le piston pendant l'assemblage. Cette fente ménagée dans la paroi du cylindre présente l'inconvénient de réduire sa rigi- dité, tout en entraînant des écarts sur les cotes pendant 1' usinage du cylindre. Une autre solution possible est indiquée dans le fas- cicule de brevet référence PI 8 204 474/BR, dans lequel le vilebrequin et le maneton sont formés de deux pièces séparées raccordées pendant l'assemblage, qui devient difficile. Cette solution requiert l'utilisation de pièces supplémentaires pour permettre l'assemblage de l'axe du piston au vilebrequin. Il existe également la solution consistant à réaliser le carter et la partie de-support du vilebrequin en deux éléments séparés, que l'on assemble au moment ou l'on monte la bielle sur le maneton une fois que l'ensemble formé par le piston, le maneton et la bielle est en position correcte. Cette solu- tion présente les mêmes inconvénients que celle mentionnée précédemment. Le fascicule de brevet DE 3 123 708 A1 décrit une bielle comportant une tête formée de deux parties, qui sont raccor- dées au moyen d'organes de serrage conçus spécialement. Outre le fait de conserver une masse excessivement élevée en dépla- cement, cette réalisation présente l'inconvénient d'un nom- bre élevé de composants pour une pièce qui devrait en princi- pe être simple. Enfin les fascicules de brevets références PI 8 006 896/ BR et PI 8 201 683/BR décrivent des bielles formées de deux éléments qui peuvent être réunis l'un à l'autre à l'aide de joints, habituellement moyennant l'utilisation de goupilles. Comme dans la solution mentionnée précédemment, cet agencement requiert également le fait d'utiliser des pièces supplémen- taires, ce qui accroît le coût du produit, rend son assembla- ge difficile et accroît la masse soumise à un déplacement alternatif. Le but de la présente invention est de décrire un nouvel agencement d'une bielle formée de deux éléments et, de façon plus spécifique, un nouvel agencement de bielle du type com- portant une bielle formée de deux éléments et qui permette un montage aisé de l'ensemble formé par le piston, la bielle et le maneton, sans qu'il soit nécessaire de prévoir des orga- nes de liaison supplémentaires qui accroissent le coût du pro- duit, augmentent sa masse et en rendent le montage difficile. Ce problème est résolu conformément à l'invention à 1' aide d'un compresseur à piston alternatif pour petites machi- nes à réfrigération, du type comprenant une bielle, dont le pied de bielle est raccordé au piston de compresseur au moyen d'un axe de piston et dont la tête de bielle est raccordée au maneton d'un vilebrequin, caractérisé en ce que ladite tête de bielle porte une partie saillante radiale munie d'une fente longitudinale occupant une partie au moins de l'épaisseur de la partie saillante radiale et comportant au moins deux sur- faces d'extrémité intérieures et deux faces latérales opposées, le pied de bielle comportant une partie saillante radiale al- longée définissant le corps de la bielle et dont la partie d' extrémité comporte au moins deux faces d'extrémité et deux faces latérales opposées et est insérée dans la fente de la tête de bielle, la distance axiale entre les centres du pied de bielle et de la tête de bielle étant limitée, lors de leur rapprochement réciproque, par le contact établi entre au moins deux surfaces de la partie d'extrémité du corps de la bielle et par des surfaces de butée correspondantes de la partie sail- lante radiale du pied de bielle, tandis que le mouvement d' écartement réciproque du pied de bielle et de la tête de biel- le est empêché par la fixation établie entre les faces latéra- les voisines correspondantes de la fente de la partie saillante radiale de la tête de bielle et du corps de la bielle et main- tenant les axes géométriques du pied de bielle et de la tête de bielle dans une position coplanaire. Conformément à une forme de réalisation de l'invention, la fixation entre les faces latérales voisines de la fente et du corps de bielle est réalisée par soudage ou collage une fois que les deux pièces ont été placées dans une position récipro- que désirée, dans laquelle un contact direct est établi entre les deux faces de butée de la fente et du corps de bielle. Le soudage peut être exécuté au moyen d'un processus de brasage ou de soudo-brasage de préférence à haute fréquence, mis en oeuvre avec un très bref temps de chauffage et en évitant des déformations. Cette fixation peut être également réalisée au moyen de l'utilisation d'adhésifs appropriés. La forme de réalisation de base de la présente invention, telle que décrite précédemment, garantit avantageusement l'ob- tention d'une jonction rigide des deux éléments de la bielle sans l'utilisation de pièces supplémentaires, ainsi que le caractère monobloc du système. La valeur réduite de la masse contribue à réduire le niveau de vibrations de l'unité et la procédure utilisable de montage permet l'automatisation des opérations de montage. Un autre but de la présente invention est de fournir un nouveau procédé d'assemblage de la bielle d'un compresseur du type mentionné précédemment. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront de la description donnée ci-après prise en référence aux dessins annexes, sur lesquels: - la figure 1 représente une vue en coupe longitudinale schématique et partielle d'un compresseur étanche comportant un piston alternatif, conforme à la présente invention; - la figure 2 représente une vue à plus grande échelle d'une partie de la figure 1, montrant la bielle démontée et le piston avant leur assemblage dans le cylindre du compres- seur; - la figure 3 représente une vue en plan explosée des deux éléments de la bielle selon une forme de réalisation préférée, dans laquelle ladite fixation est obtenue par sou- dage ou collage; et - la figure 4 représente une vue en plan à plus grande échelle du système de fixation des deux élément -e la bielle représentée sur la figure 3. En se référant-à la figure 1, on voit que 1! té formant moto-compresseur est suspendue dans une enceinte 2 l'aide de ressorts hélicoidaux 2 (dont l'un seulement est- rr---résenté). Un carter 4 sert de support pour le montage du star- 3 du moteur électrique et comporte une partie de support - servant à supporter le vilebrequin 7 sur lequel se trouve àe la partie inférieure le rotor 8 du moteur. Ledit carter com- porte en outre un cylindre, à l'intérieur duquel le piston 10 se déplace en va-et-vient. Le vilebrequin 7 comporte, au ni- veau de son extrémité supérieure, un maneton 11 dont l'extré- mité supérieure 12 est libre. Comme on peut le noter sur les figures 1 et 2, le cylin- dre 9 reçoit, sur son extrémité située à l'opposé du vilebre- quin, une plaque à soupapes 17 et une culasse 18, qui peut être fabriquées de façon classique. La bielle représentée sur les figures 3 et 4 se compose des deux parties 20 et 30 et relie le piston 10 au maneton 11 du vilebrequin 7, comme représenté sur la figure 1. Une première partie 20 de la bielle comprend le pied de bielle 21 qui s'étend à partir d'une partie saillante radiale allongée 22 qui définit le corps de la bielle, ce pied de bielle 21 étant raccordé au piston 10 par l'intermédiaire d' un axe de piston 15. La seconde partie 30 de la bielle com- porte la tête de bielle 31 qui comprend une partie saillante radiale courte 32 munie d'une fente longitudinale 33, cette tête de bielle 31 étant montée sur le maneton 11 du vilebre- quin 7. Dans l'agencement représenté sur les figures 3 et 4, la fente 33 de la tête de bielle 31 s'étend sur toute l'épais- seur de la petite partie saillante 32 et comporte deux faces latérales opposées et parallèles 34 et deux faces d'extrémité intérieures en forme de "V", dont la pointe comporte une in- dentation longitudinale 36. Cette disposition a pour but d' éviter que le fini de surface de la fente 33 gêne le montage des deux parties 20 et 30 de la bielle. Conformément à cet agencement, la partie d'extrémité 27 du corps de bielle 22, qui est reliée au pied de bielle 21, comporte deux faces 25 en forme de "V" possédant une pointe légèrement arrondie, ces faces étant dimensionnées de manière à permettre un con- tact parfait avec les parois d'extrémité intérieures respec- tives 35 de la fente 33. Ce montage en forme de "V" supprime des écarts transver- saux indésirables dans ce type de pièce, en permettant un montage avec auto-alignement, qui conserve la distance axiale correcte entre le pied de bielle et la tête de bielle tout en maintenant leurs axes géométriques coplanaires pendant 1' opération de fixation (qui va être expliquée ciaprès), sans nécessiter l'utilisation de dispositifs extérieurs supplé- mentaires pour commander la position relative entre les deux parties de la bielle pendant l'assemblage. Conformément à cet agencement, la largeur Ai de la par- tie de l'extrémité du corps de bielle 22 est légèrement in- férieure à la largeur A2 de la fente 33 de manière à créer un faible jeu entre les parois latérales 34 de la fente 33 et les parois latérales voisines 24 de la partie d'extrémité 27 du corps de bielle 22. Ce faible jeu ne doit pas perturber la position relative des deux pièces en raison du montage en "V" des deux parois d'extrémité, et ceci garantit la fixation axiale réciproque entre les deux pièces, avec la mise en oeuvre d'une opération de brasage, de soudo-brasage ou de collage des parois latérales voisines des deux pièces, par remplissage de l'espace présent entre ces dernières. Ci-après on va décrire la procédure de montage relative à la solution définie sur les figures 3 et 4 du point de vue construction, et l'on se reportera à cet effet à la figure 2 pour une meilleure compréhension. On introduit le vilebrequin 7 dans la partie de support 6 sur la partie supérieure du carter 4. Puis on installe la tête de bielle 31 sur le maneton 11. Alors que la plaque à soupapes 17 et la culasse 18 sont retirées, on introduit 1' ensemble formé par le pied de bielle 21, le piston 10 et 1' axe de piston 15 déjà monté, dans le cylindre 9 à travers 1' extrémité libre 19. On déplace alors cet ensemble en direc- tion de l'autre partie de la bielle tout en le faisant tour- ner à l'intérieur du cylindre de manière à permettre une liai- son parfaite des parties 20 et 30 de la bielle. On introduit également à l'intérieur du cylindre 9, en passant par l'ex- trémité libre 19, un mandrin (non représenté), qui repousse légèrement la tête de piston 10 contre le maneton 11, qui est dans la position correspondant au point mort bas. De cette manière la partie d'extrémité du corps de bielle 22 est main- tenue dans son état inséré de façon correcte à l'intérieur de la fente 33, alors qu'on réalise le soudage ou le collage des éléments. Ce type de fixation, ici décrit, permet une transmission complète de la force par l'intermédiaire de la bielle, avec un niveau élevé de fiabilité, et permet le montage dans des conditions d'espace réduit. REVENDICATIONS 1. Compresseur à piston alternatif pour petites machi- nes à réfrigération, du type comprenant une bielle, dont le pied de bielle (21) est raccordé-au piston de compresseur au moyen d'un axe de piston (15) et dont la tête de bielle (31) est raccordée au maneton (11) d'un vilebrequin (7), ca- ractérisé en ce que ladite tête de bielle (31) comporte une partie saillante radiale (32) munie d'une fente longitudina- le (33) occupant une partie au moins de l'épaisseur de la partie saillante radiale (32) et comportant au moins deux surfaces d'extrémité intérieures (35) et deux faces latéra- les opposées (34), le pied de bielle (21) comportant une par- tie saillante radiale allongée (22) définissant le corps de la bielle et dont la partie d'extrémité (27) comporte au moins deux faces d'extrémité (25) et deux faces latérales opposées (24) et est insérée dans la fente (33) de latête de bielle (31), la distance axiale entre les centres du pied de bielle (21) et de la tête de bielle (31) étant limitée, lors de leur rapprochement réciproque, par le contact entre au moins deux surfaces (25) de la partie d'extrémité (27) du corps (22) de la bielle et par des surfaces de butée corres- pondantes (35) de la partie saillante radiale du pied de bielle (21), tandis que le mouvement d'écartement réciproque du pied de bielle et de la tête de bielle est empêché par la fixation établie entre les faces latérales voisines corres- pondantes (34, 24) de la fente de la partie saillante radia- le de la tête de bielle (31) et du corps de la bielle et maintenant les axes géométriques du pied de bielle (21) et de la tête de bielle (31) dans une disposition coplanaire. 2. Compresseur à piston alternatif pour petites machi- nes à réfrigération selon la revendication 1, caractérisé en ce que les surfaces, qui limitent la distance entre le pied de bielle (21) et la tête de bielle (32), sont définies par les faces d'extrémité (35 et 25), qui se contactent récipro- quemment, de la fente (33) et du corps de bielle (22). 3.Compresseur à piston alternatif pour petites machines à réfrigération selon la revendication 2, caractérisé en ce que le contact desdites faces d'extrémité (25)-du corps de bielle (22 avec les faces d'extrémité correspondantes (35) de la fente (33) conduit à la disposition coplanaire des axes géométriques du pied de bielle (21) et de la tête de bielle (31). 4. Compresseur à piston alternatif pour petites machi- nes à réfrigération selon la revendication 3, caractérisé en ce que les faces d'extrémité de la fente (33) et de la partie saillante radiale (32) de la tête de bielle (31) sont formées par deux faces en forme de "YV", les faces d'extrémité (25) du corps de bielle (22) étant également définies par deux faces en forme de "V", qui contactent les deux faces d'extré- mité (35) de la fente (33). 5. Compresseur à piston alternatif pour petites machines à réfrigération selon la revendication 2, caractérisé en ce que la largeur (A1) de la partie d'extrémité (: déu corps de bielle (22) est inférieure à la largeur (A: la fente (33), de manière à définir un jeu entre les p ar:: atSrales (24, 34) du corps de bielle (22) et de la fenice:- la fixa- tion entre les faces latérales adjacentes (24: : la par- tie d'extrémité (27) du corps de bielle (22) et: = nte (33) étant obtenue par remplissage au moins par::: X::L1t es- pace de jeu avec un matériau de liaison. 6. Procédé pour assembler un compresseur -: - tatif pour petites machines de réfrigération, compren:i L.---:lle selon la revendication 1, caractérisé en ce qua l::.: d les phases opératoires suivantes consistant à: - monter le piston (10) sur la partie de la biel.:. -:: par le corps de bielle (22) et le pied de bie -- - - introduire l'ensemble formé par le corps de b.-_::. ' pied de bielle (21) et le piston (10) dans le ci-- - par une extrémité libre de ce dernier; - monter la tête de bielle (31) sur le maneton (11l du ailes brequin (7) en alignant axialement la partie saillante: diale (32) de la tête de bielle avec le cylindre (9); repousser le piston (10) vers le vilebrequin (7) de maiL: à établir le contact par rapprochement réciproque des su:- faces (25, 35), ces surfaces limitant la distance entre le pied de bielle (21) et la tête de bielle (31) et conservant l'alignement axial et la disposition coplanaire entre les deux parties (20, 30) de la bielle, et maintenir ladite position pendant l'établissement de la fixation entre les parois latérales (24, 34) de la partie d' extrémité du corps de bielle (22) et de la fente (33). 7. Procédé pour assembler un compresseur à piston alter- natif pour de petites machines à réfrigération selon la re- vendication 6, caractérisé en ce que ladite fixation est réa- lisée par l'application d'un matériau de liaison entre les parois latérales (24, 34), la partie d'extrémité du corps de bielle (22) et la fente (33). 8. Procédé pour assembler un compresseur à piston alter- natif pour de petites machines à réfrigération selon la reven- dication 7, caractérisé en ce que le matériau de liaison est constitué par le matériau de brasage, de soudo-brasage ou un adhésif.