Brevet FR2593552A1 — publié le 19870731

L'invention ccncerne d'une manière générale des accouplements anti- rotation utilisés dans des machines à volutes, et en particulier des accouplements dits de "Oldham". Un appareil volumétrique du type à volutes comprend généralement deux plaques parallèles portant chacune, sur une face, un élément formant une spire en développante. Ces éléments à développante, dont les axes sont parallèles et décalés, sont en prise l'un avec l'autre d'une manière telle que les côtés des déve- loppantes et les plaques parallèles définissent des poches à fluide fermées de façon hermétique. Lorsqu'un élément à développante effectue un mouvement orbital par rapport à l'autre élément, les poches à fluide se déplacent d'un orifice d'entrée le long des flancs des éléments à spires en développante, et passent par un orifice de sortie. Suivant la configura- tion des développantes et le sens de leur rotation orbita- le, le volume de ces poches mobiles augmente, diminue ou reste relativement constant. Une machine à volutes peut donc fonctionner comme détendeur (pompe à vide), compressedr ou pompe à liquide, respectivement. SI un élément à développante pouvait tourner librement par rapport à l'autre élément, certains des joints d'étanchéité des poches à fluide fuiraient et les spires en développante en prise se coinceraient mutuellement. Par conséquent, pour empêcher ceci, il faut utiliser un accouplement anti-rotation qui maintient une relation angulaire fixe entre les développantes tout en leur permettant d'effectuer un mouvement orbital l'une par rapport à l'autre. Des formes de réalisation de tels accouple- ments sont bien connues dans l'art antérieur. Par exemple, le brevet des Etats-Unis d'Amérique N 3 924 977 décrit un "accouplement de Oldham" classique comprenant une bague annulaire à quatre clavettes coulissantes disposées à intervalles de 90 à sa périphérie. Deux des clavettes, situées sur les côtés opposés de la bague, s'engagent dans des rainures de l'élément à mouvement orbital, tandis que les deux autres clavettes s'engagent dans des rainures de la partie fixe de la machine. Bien que cet accouplement soit efficace, son encombrement exige un espace important à l'intérieur de la machine à volutes et il est quelque peu coûteux à fabriquer. L'invention a donc pour objet de proposer un accouplement anti-rotation simple, qui demande un espace minimal dans une machine à volutes. L'invention a également pour objet un accouplement anti-rotation moins coûteux -à fabriquer que les accouplements de con- ception classique. L'invention a pour autre objet un accouplement antirotation réalisé d'une seule pièce en tôle emboutie. L'invention concerne donc un accouplement perfectionné destiné à maintenir une relation angulaire fixe entre deux plaques à volutes parallèles à l'intérieur d'une machine à volutes. Chacune des deux plaques à volutes comprend un élément à spire en développante qui est en prise avec l'élément à spire en développante de l'autre plaque. L'accouplement, qui comprend une bague globa- lement annulaire réalisée d'une seule pièce à partir d'un flan de tôle métallique, comprend plusieurs pattes disposées à sa périphérie. Ces pattes s'étendent dans une direction radiale, à intervalles sur le pourtour de la bague, au moins une patte coulissant dans au moins une rainure ménagée dans la plaque à volute à mouvement orbital, et au moins une autre patte, globalement perpen- diculaire à la première patte, pouvant coulisser dans au moins une rainure d'une partie fixe de la machine à volutes. Les pattes, qui peuvent coulisser ou glisser librement dans les rainures, permettent à une plaque à volute d'être entraînée sur un trajet orbital par rapport à l'autre plaque tout en étant immobilisée en rotation par rapport à cette autre plaque. Ce dispositif d'accouplement exige un espace minimal à l'intérieur de la machine à volutes, car l'accouplement est une pièce relativement mince, qui peut être aisément formée par découpage d'une t8le en une seule opération. L'invention sera décrite plus en détail en regard des dessins annexés à titre d'exemples nullement limitatifs et sur lesquels: - la figure 1 est une coupe longitudinale d'une machine à volutes comportant l'accouplement de "Oldham" selon l'invention dont deux pattes sont exposées au-dessus et deux pattes au-dessous du palier de butée; - la figure 2 est une coupe transversale de l'accouplement perfectionné, disposé au-dessous des plaques à volutes, suivant la ligne 2-2 de la figure 1; - la figure 3 est une vue en perspective de l'accouplement selon l'invention; - la figure 4 est une coupe longitudinale partielle de la machine à volutes comportant une seconde forme de réalisation de l'accouplement selon l'invention, disposé entre les plaques à volutes; et - la figure 5 est une coupe de la machine à volutes, suivant la ligne 5-5 de la figure 4, montrant la seconde forme de réalisation de l'accouplement disposé autour des éléments à volutes. La figure 1 représente un compresseur à volutes, désigné globalement en 4 et auquel la présente invention a trait. De même que dans de nombreux autres compresseurs à volutes, deux éléments parallèles 6 et 8 à volutes, en prise l'un avec l'autre, sont entraînés de façon à exécuter un mouvement orbital l'un par rapport à l'autre dans une relation angulaire fixe. Dans le compresseur 4, cette relation angulaire fixe est maintenue par l'objet de la présente invention qui est une forme de réalisation nouvelle d'un accouplement de "Oldham". L'accouplement anti-rotation 10 est montré sur la figu- re 3. L'accouplement 10 comprend une bague oblongue 12 comportant quatre pattes espacées 14, 16, 18 et 20 qui font saillie vers l'extérieur de son périmètre, à intervalles de 90 . Cette conception simple facilite la fabrication de l'accouplement sous la forme d'une seule pièce, ne nécessitant aucun assemblage ou aucune fabrication de pièces constitutives. Par exemple, il peut être réalisé à partir d'une tôle qui est découpée et formée dans un outillage progressif simple. De plus, étant donné que l'accouplement 10 est relativement mince, le coût de la matière et l'espace demandé à l'intérieur du compresseur 4 sont minimaux. Dans la première forme de réalisation montrée sur la figure 2, l'accouplement 10 est disposé autour d'un axe 22 d'entraînement qui fait saillie de la face inférieure de l'élément 8 à volute à mouvement orbital. L'accouplement 10 est disposé directement au-dessous et à peu près parallèlement à l'élément 8. En référence aux figures 1 et 2, deux pattes parallèles 14 et 16, dépassant de côtés opposés de la bague 12 et adjacentes à un palier 24 de butée, sont coudées vers le haut pour coulisser dans des rainures 26 et 28 ménagées dans la face inférieure de l'élément 8 à volute orbital. Cet enclenchement coulissant permet à l'élément 8 de se déplacer dans un sens par rapport à l'accouplement et l'empêche de tourner par rapport à l'accouplement. Deux autres pattes 18 et 20 sont perpendiculaires aux deux premières pattes et sont coudées vers le bas de façon a s'étendre au-dessous du palier 24 de butée-et à coulisser dans des rainures 30 et 32. En variante, les pattes 18 et 20 peuvent être coplanaires à la bague 12, c'est-à-dire non décalées vers le bas, si la bague 12 est dégagée du palier 24 de butée. Ces rainures sont ménagées dans une partie fixe du compresseur 4 telle qu'un bâti 34. Comme illustré sur la figure 1, les pattes 30 et 32 sont plus longues que les deux premiê- res pattes car elles sont disposées sur l'axe court de la bague oblongue 12 et doivent s'étendre sur une plus grande longueur pour rester enclenchées de façon coulissante dans leurs rainures respectives 30 et 32. L'enclenchement coulissant des pattes 18 et 20 dans les rainures 30 et 32 du bâti 34 empêche l'accouplement 10 de tourner, mais lui permet de se déplacer le long de l'axe Y. Par conséquent, l'axe ou maneton 22 d'en- trainement effectue un mouvement orbital sur une trajec- toire circulaire à l'intérieur de la bague 12 en même temps que l'accouplement 10 se déplace le long de l'axe X en coulissant dans les rainures 26 et 28 et en entrai- nant à force, avec lui, l'élément à volute 8 pendant qu'il se déplace le long de l'axe Y. L'accouplement assure ainsi un déplacement de l'élément 8 à volute dans une relation angulaire fixe par rapport à l'élément fixe 6 à volute. L'accouplement 10 est lubrifié avec de l'huile provenant d'un réservoir 36. Une pompe centrifuge 38, montée sur l'extrémité inférieure de l'arbre creux 40 d'entraînement, distribue de l'huile à partir du réservoir 36 en la faisant monter dans l'arbre 40 et pénétrer dans une cavité 42 située dans le côté inférieur d'une biellette oscillante 44. L'huile arrivant dans la cavité 42 est projetée par centrifugation vers l'extérieur jusqu'au périmètre de la cavité o se trouve l'entrée d'une colonne montante 46. Cette dernière, ménagée ver- ticalement dans la biellette oscillante 44, établit un trajet pour l'huile et dirige l'écoulement vers le palier 24 de butée et l'accouplement 10. Dans la seconde forme de réalisation, un accou- plement 10' est disposé entre et s'étend autour des éléments à volutes 6' et 8', comme montré sur les figures 4 et 5. L'accouplement 10' antirotation est analogue à l'accouplement 10 de la figure 3 car il comprend une bague 12' ayant quatre pattes 14', 16', 18' et 20' dispo- sées à son périmètre, à intervalles de 90 , et pouvant être découpées d'une seule pièce en tôle. Cependant, en référence aux figures 4 et 5, on voit que les pattes 18' et 20' s'étendent vers l'intérieur de la bague 12' et s'enclenchent de façon coulissante dans des rainures 30' et 32' qui sont ménagées dans la face supérieure de l'élément 8' à volute à mouvement orbital. Les deux autres pattes 14' et 16', qui s'étendent vers l'extérieur de la bague et qui sont perpendiculaires aux deux premiè- res pattes, s'enclenchent de façon coulissante dans des rainures 26' et 28' ménagées dans le périmètre exté- rieur de l'élément fixe 6' à volute. L'enclenchement coulissant des pattes 14', 16', 18' et 20' dans leurs rainures respectives 26', 28', 30' et 32' assume la même fonction que l'agencement similaire décrit pour la première forme de réalisation. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et repré- senté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Dispositif destiné à empêcher la rotation an- gulaire relative de plaques à volutes, lorsque l'une ef- fectue un mouvement orbital par rapport à l'autre, dans une machine a volutes comprenant des première et seconde plaques à volutes (6, 8) sensiblement parallèles, dont les surfaces opposées portent des éléments à spires en développante qui sont en prise l'un avec l'autre, ca- ractérisé en ce qu'il comprend une bague globalement annulaire (12) présentant plusieurs pattes (14-20) ra- diales réunies intégralement à un bord circonférentiel de la bague à des intervalles sur la périphérie de la bague, le bord d'au moins l'une des pattes étant enclen- ché de façon coulissante dans une rainure (26, 28) de l'une des plaques à. volutes à mouvement orbital et le bord d'au moins une autre des pattes étant enclenché de façon coulissante dans une rainure (30, 32) ménagée dans une partie fixe (34) de la machine à volutes. 2. Dispositif selon la revendication 1, caracté- risé en ce que la machine à volutes comprend en outre un bâti (34) de support et en ce que la ou les rainures (30, 32) de la partie fixe de la machine à volutes sont ménagées dans le bâti, dans une position adjacente à celle de la ou des rainures de la plaque à volute à mouvement orbital, les axes longitudinaux de la ou des rainures du bâti du support étant perpendiculaires aux axes longitudinaux de la ou des rainures de la plaque à volute a mouvement orbital. 3. Dispositif selon la revendication 2, caracté- risé en ce que la machine à volutes comprend en outre des moyens (22) destinés à entraîner ladite plaque à volute (6) en un mouvement orbital, les moyens d'entraî- nement passant à travers le centre ouvert de la bague annulaire pour être reliés à ladite plaque a volute. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague annulaire et les pattes sont découpées d'une seule pièce en tôle. 5. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague annulaire (12) est'globale- ment plane et comprend quatre pattes (14-20) dont les deux premières sont disposées sur des côtés opposés de la bague annulaire et sont coudées afin de ne pas être alignées avec le plan de la bague annulaire, le dispositif présentant quatre rainures dont deux (26, 28) sont ména- gées dans la plaque (8) à volute à mouvement orbital et deux autres (30, 32) dans la partie fixe, chaque patte étant enclenchée de façon coulissante dans une des rainures. 6.6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que les deux autres pattes sont dispo- sées sur des côtés opposés de la bague annulaire et sont coudées afin de ne pas etre alignées dans le plan de la bague annulaire, dans une direction opposée à celle des deux premières pattes. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la bague annulaire est ovale et en ce que deux pattes (14, 16) sont parallèles à son grand axe et deux autres pattes (18, 20) sont parallèles à son petit axe, les deux pattes parallèles à son grand axe étant plus courtes que les deux autres pattes et s'enclenchant de façon coulissante dans les rainures de la plaque à volute à mouvement orbital, tandis que les deux autres pattes, qui sont plus longues, s'enclen- chent de façon coulissante dans les rainures de la partie fixe de la machine à volutes. 8. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que la bague (12') est disposée entre les plaques à volutes (6', 8') et autour des éléments à spires en développante, au moins une patte (14', 16') s'enclenchant de façon coulissante dans une rainure (26', 28') ménagée dans une plaque à volute et au moins une autre patte (18', 20') s'enclenchant de façon coulis- sante dans une rainure (30', 32') ménagée dans l'autre plaque à volute. 9. Dispositif destiné à empêcher la rotation an- gulaire relative entre les plaques à volutes dans une machine à volutes comprenant une plaque fixe (6) à volute, s'étendant à peu près parallèlement à une plaque (8) à volute à mouvement orbital, les surfaces opposées des deux plaques portant des éléments a spires en dévelop- pante qui sont en prise l'un avec l'autre, le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte une bague globa- lement annulaire (12) comportant intégralement plusieurs pattes s'étendant dans une direction radiale à partir d'un bord circonférentiel de la bague à des intervailes sur le pourtour de cette bague, le tout étant découpé d'une seule pièce en tôle, le bord d'au moins une patte (14, 16) étant enclenché de façon coulissante dans une rainure (26, 28) de la plaque a volute à mouvement orbi- tal et le bord d'au moins une autre patte (18, 20) étant enclenché de façon coulissante dans une rainure (30, 32) ménagée dans une partie fixe (34) de la ma- chine à volutes. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que la machine à volutes comprend en outre un bâti (34) de support et en ce que la ou les rainures (30, 32) de la partie fixe de la machine à volutes sont ménagées dans ledit bâti de façon que leurs axes longitudinaux soient perpendiculaires aux axes longitudinaux de-la ou des rainures ménagées dans la plaque à volute à mouvement orbital. 11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que la machine à volutes comprend en outre des moyens (22) destinés à entraîner la plaque à volute en un mouvement orbital, ces moyens d'entraîne- ment passant à travers le centre ouvert de la bague annulaire pour être reliés à ladite plaque à volute à mouvement orbital. 12. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que la bague annulaire est globalement plane et comprend quatre pattes (14-20) dont deux (14, 16) sont situées sur les côtés opposés de la bague annu- laire et sont coudées de façon à ne pas être alignées avec le plan de la bague annulaire, le dispositif compre- nant également quatre rainures dont deux (26, 28) sont ménagées dans la plaque à volute à mouvement orbital et deux autres (30, 32) dans la partie fixe (34), chaque patte étant enclenchée de façon coulissante dans l'une des rainures. 13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que les deux autres pattes (18, 20) sont situées sur des côtés opposés de la bague annulaire et sont coudées de façon à ne pas être alignées avec le plan de la bague annulaire, dans une direction opposée à celle des deux premières pattes. 14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que la bague annulaire est ovale, deux pattes étant parallèles à son grand axe et les deux autres pattes parallèles à son petit axe, les deux pattes (14, 16) parallèles au grand axe étant plus courtes que les deux autres pattes (18, 20) et s'enclenchant de façon coulissante dans les rainures de la plaque à volute à mouvement orbital, tandis que les deux autres pattes, qui sont plus longues, s'enclenchent de façon coulissante dans les rainures de la partie fixe de la machine à volutes. 15. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que la bague (12') est disposée entre les plaques à volutes (6', 8') et autour des éléments à spires en développante, au moins une patte (14', 16') s'enclenchant de façon coulissante dans une rainure 1 1 (26', 28') ménagée dans une première plaque à volute et au moins une autre patte (18', 20') s'enclenchant de façon coulissante dans une rainure (30' 32') de l'autre plaque à volute. 16. Dispositif destiné à empêcher une rotation angulaire entre les plaques à volutes d'une machine à volutes comprenant une plaque fixe (6) à volute disposée à peu près parallèlement à une plaque (8) à volute à mouvement orbital, les deux plaques portant, sur leurs surfaces opposées, des éléments à spires en dévelop- pante en prise l'un avec l'autre, le dispositif étant caractérisé en ce qu'il comporte une bague globalement annulaire (12), comportant quatre pattes intégrantes faisant saillie radialement vers l'extérieur, à des intervalles sur le pourtour de la bague, le tout étant découpé d'une seule pièce en tôle, les bords de deux pattes (14, 16) étant enclenchés de façon coulissante dans deux rainures (26, 28) ménagées dans la plaque à volute à mouvement orbital et les bords de deux autres pattes (18, 20) étant enclenchés de façon coulissante dans deux rainures (30, 32) ménagées dans une partie fixe (34) de la machine à volutes, au moins deux des pattes situées sur des côtés opposes de la bague annu- laire s'étendant de manière à ne pas être alignées avec le plan de la bague. 17. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que la machine à volutes 0 comprend en outre un bâti (34) de support et en ce que les rainures de la partie fixe de la machine à volutes sont ménagées dans ce bâti, les axes longitudinaux de ces rainures étant sensiblement perpendiculaires à ceux des rainures de la plaque à volute à mouvement orbital. 18. Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que -la machine à volutes comprend en outre des moyens (22) destinés à entraîner ladite plaque (6) à volute en un mouvement orbital, ces moyens d'entraf- nement passant à travers le centre ouvert de la bague annulaire pour être reliés à cette plaque à volute à mouvement orbital. 19. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que les deux autres pattes sont situées sur des côtés opposes de la bague annulaire et sont coudées afin de ne pas être alignées avec le plan de la bague annulaire, dans une direction opposée à celle des deux premières pattes. 20. Dispositif selon la revendication 18, caractérisé en ce que la bague annulaire est ovale, deux pattes étant parallèles à son grand axe et deux autres pattes étant parallèles à son petit axe, les deux pattes (14, 16) qui sont parallèles à son grand axe étant plus courtes que les deux autres pattes (18, ) et s'enclenchant de façon coulissante dans les rainu- res de la plaque à volute à mouvement orbital, tandis que les deux autres pattes, qui sont plus longues, s'en- clenchent de façon coulissante dans les rainures de la partie fixe de la machine à volutes.