Brevet FR2624921A1 — publié le 19890623

PERFECTIONNEMENTS APPORTES A UN COMPRESSEUR A PISTON ALTERNATIF POUR DE PETITES MACHINES DE REFRIGERATION ET PROCEDE D'ASSEMBLAGE A CET EFFET. La présente invention a trait d'une manière gé- nérale à des perfectionnements apportés à un compres- seur à piston alternatif pour de petites machines de réfrigération et plus particulièrement à une nouvelle réalisation et à un nouveau procédé d'assemblage pour la bielle utilisée dans ce compresseur. Les compresseurs de ce type possèdent une bielle comportant un premier et un second oeillets, le premier oeillet étant relié au moyen d'un tourillon de tête au piston alternatif, et le second oeillet étant relié à un maneton se trouvant sur une extrémité d'un vilebrequin. Ce vilebrequin est orthogonal à la course du piston et supporte à son autre extrémité l'induit d'un moteur électrique. L'inducteur du moteur est sup- porté par un carter qui comprend un palier de vilebre- quin, un cylindre, une chambre d'aspiration et un silen- cieux d'échappement. Ce carter est monté à l'intérieur d'une enveloppe au moyen de ressorts hélicoidaux et cette enveloppe est fermée avec la partie supérieure formant un ensemble hermétiquement scellé. Comme décrit dans la demande de brevet brési- lien PI 8501182 au nom du demandeur, différentes solu- tions constructives ont été proposées pour permettre un assemblage du piston, de la bielle et du maneton en tenant compte des dimensions réduites des constituants et de l'espace réduit pour monter cet ensemble. 2624921' Une de ces solutions comporte un manchon qui est ajusté à la presse entre le second oeillet de la bielle et le maneton. En vue de permettre l'assemblage, le second oeillet de la bielle a un diamètre interne supérieur au maneton, l'intervalle entre eux étant rem- pli par le manchon. En plus de rendre le montage quelque peu dif- ficile, cette solution exige également des pièces sup- lémentaires. Les brevets PI 8103673/BR et EPO 0046142 di- vulguent la solution d'une fente s'étendant à travers la paroi du cylindre de manière à permettre à la bielle et au tourillon de tête d'être introduits dans le pis- ton durant l'assemblage. Cette fente dans la paroi du cylindre souffre de l'inconvénient d'une réduction de sa rigidité, provoquant des écarts dimensionnels durant l'usinage du cylindre. Une autre solution possible est décrite dans le brevet brésilien PI 8204474/BR, dans lequel le vile- brequin et le maneton sont réalisés en deux parties distinctes réunies durant l'assemblage qui est diffici- le. Cette solution exige l'apport de pièces supplémen- taires pour obtenir l'assemblage du maneton sur le vilebrequin. Il existe également la possibilité d'agencer le carter et le palier de vilebrequin en deux parties distinctes, qui sont assemblées en même temps que la bielle est introduite sur le maneton, après que l'en- semble piston, maneton et bielle ont été placés en position correcte. Cette solution présente les mêmes inconvénients que ceux précités. La demande de brevet allemand DE 3.123.708A1 propose une bielle avec une tête constituée en deux parties, qui sont réunies au moyen d'attaches de con- ception particulière. Cette structure présente comme inconvénients le nombre élevé de constituants pour une pièce qui doit être simple en principe, en plus de maintenir en mouvement une masse excessivement accrue. Enfin, l1ebrevetsbrésiliensPI 8006896/BR et PI 8201683 /BR proposent des bielles avec des tiges en deux parties, de sorte que ces deux parties peuvent être réunies au moyen de joints, habituellement en utilisant des goupilles. Comme dans la solution préci- tée, cet agencement exige également l'apport de pièces supplémentaires qui augmentent le coût du produit, rend son assemblage difficile et augmente la masse allant et venant. Les problèmes précités de compresseur de l'art antérieur ont été surmontés par la solution décri- te et revendiquée dans la demande brevet PI 8501182 (8 Mars 1986) au nom du demandeur. La solution de ce demandeur comporte une bielle en deux parties, et plus particulièrement un nouvel agencement comportant une tige en deux parties qui permet un montage aisé de l'ensemble piston, bielle et maneton sans exiger l'apport de pièces de liaison supplémentaires, qui augmenteraient le coût du produit, augmenteraient sa masse et rendraient son assemblage difficile. Selon cette solution, on prévoit un compres- seur à piston alternatif pour une machine de réfrigéra- tion, du type comprenant une bielle avec son premier oillet relié au piston du compresseur au moyen d'un tourillon de tête et reliée par son second oillet au maneton d'un vilebrequin, dans lequel ledit second oillet de la bielle comprend une saillie radiale munie d'une fente longitudinale s'étendant au moins sur une partie de l'épaisseur de la saillie radiale et présen- tant au moins deux faces terminales internes et deux faces latérales opposées, son premier oillet étant muni d'une saillie radiale allongée délimitant la tige de la bielle et ayant sa partie terminale réalisée avec au moins deux faces terminales et deux faces latérales opposées et ajustée dans la fente du second oillet, la distance axiale entre les centres des oillets étant définie par le contact entre deux surfaces de la sail- lie du second oillet, les faces latérales adjacentes correspondantes de la fente de la saillie radiale du second oillet et la tige étant réunies de façon à main- tenir coplanaires les axes géométriques des deux oillets. La fixation entre les faces latérales adjacen- tes 'de la fente et de la tige est effectuée, selon une première solution, grâce à un processus de brasage dans lequel une charge métallique en alliage d'argent est fondue remplissant l'intervalle entre les faces latéra- les adjacentes respectives de la fente et de la tige. Une seconde solution pour réunir les deux pièces est l'utilisation de colles appropriées pour remplir l'in- tervalle entre les faces latérales adjacentes de la fente et de la tige. Dans les deux solutions, un poin- çon introduit à travers le cylindre doit exercer une légère pression sur la tête du piston de façon à pousser celui-ci contre le maneton lorsqu'il se trouve au point mort bas. De cette manière, la partie terminale de la tige est montée et maintenue en position correcte à l'intérieur de la fente durant l'opération de soudage ou de collage. En dépit de son niveau élevé de fiabilité, le processus de soudage présente l'inconvénient de pro- duire des déchets, en particulier ceux produits par la pâte de nettoyage qui est appliquée juste avant l'ac- complissement de la soudure. La fixation au moyen de colles ne présente pas le même inconvénient décrit ci-dessus, mais un cer- tain temps est nécessaire dans ce cas pour vulcaniser la colle. Bien que ce temps de vulcanisation puisse être réduit au moyen de catalyseurs, c'est toujours une gêne dans la production en série. En outre, le vieillis- sement intense de la colle, provoqué en général par les conditions dans lesquelles fonctionne le compresseur, diminue sa résistance et la fiabilité de l'ensemble. En dépit des avantages et des effets techniques obtenus avec la solution constructive divulguée dans la demande de brevet PI8501182, d'autres études ont montré qu'il pouvait encore être beaucoup amélioré, en ce qui concer- ne en particulier la fixation des deux parties et l'o- pération de montage de l'ensemble piston, bielle et maneton. Un but général de la présente invention est d'apporter des perfectionnements à un compresseur à piston alternatif et à son procédé d'assemblage, et plus particulièrement au compresseur hermétique reven- diqué dans la demande de brevet PI 8501182, afin d'obte- nir un nouveau type de fixation des deux parties de la bielle et de monter l'ensemble piston, bielle et mane- ton d'une manière plus aisée, de façon à réduire le temps nécessaire au montage de cet ensemble. Les caractéristiques visant à rendre l'assem- blage plus aisé et réduisant le temps nécessaire pour celui-ci ont une grande importance puisque ces compres- seurs sont fabriqués à grande échelle. En ce qui concerne le perfectionnement qui est proposé, la présente invention prévoit un compres- seur qui comprend une bielle avec son premier oillet relié au piston du compresseur et reliée par son second oillet au maneton d'un vilebrequin, dans lequel ledit second oillet de la bielle comprend une saillie radiale avec des faces latérales opposées, et des faces supé- rieure et inférieure, munie d'une fente longitudinale s'étendant sur au moins une partie de l'épaisseur de la saillie radiale et présentant au moins deux faces terminales internes et deux faces opposées, son premier oillet étant muni d'une projection radiale allongée délimitant la tige de la bielle et ayant sa partie ter- minale réalisée avec au moins deux faces terminales, deux faces latérales opposées, et des faces supérieure et inférieure, et ajustée dans la fente du second oillet la distance axiale entre les centres des oillets étant définie par le contact entre au moins deux des faces terminales mentionnées de la tige et la fente de la saillie radiale du second oillet. Conformément à l'invention, une attache est prévue pour être ajustée dans une gorge. Une partie de cette gorge est réalisée dans une partie de la saillie radiale du second oillet et son autre partie est réali- sée dans la partie terminale de la tige. L'attache est façonnée de manière à pousser et à maintenir, lorsqu'elle est ajustée dans la gorge correspondante, et en vertu de son action élastique, les deux parties de la bielle dans une position de distance radiale minimale entre les oeillets et dans une position axiale relative pré- déterminée. - L'action élastique de l'attache, de préféren- ce fabriquée en acier à ressort, crée durant le montage de l'ensemble piston, bielle et maneton une force élas- tique suffisamment puissante pour maintenir la partie terminale de la tige correctement dans la fente radiale du second oeillet. L'attache permet d'une manière très fiable la transmission de force entre les deux parties de la bielle. Selon un mode de réalisation de l'invention, dans lequel la fente du second oeillet et la partie ter- minale de la tige ont la même hauteur, une attache en forme de U ayant ses extrémités parallèles et faisant un angle vers l'extérieur depuis son plan de base est ajustée dans des gorges alignées qui sont pratiquées dans les surfaces supérieure et inférieure de la saillie radiale du second oeillet et sur la partie terminale de la tige. Ces gorges sont orthogonales à l'axe géomé- trique de la tige et la partie de base de 1' attache repose dans une gorge correspondante qui est pratiquée dans une saillie latérale de la saillie radiale du se- cond oeillet et est ensuite retenue au moyen d'une peti- te déformation réalisée dans la saillie latérale men- tionnée. L'invention sera à présent décrite en référen- ce aux dessins annexes. 2-624921 La Figure 1 est une coupe longitudinale sché- matique partielle à travers un compresseur scellé à piston alternatif, selon la présente invention. La Figure 2 représente à grande échelle une partie de la Figure 1, illustrant la bielle et le pis- ton démonté avant assemblage dans le cylindre du com- presseur. La Figure 3 est une vue supérieure éclatée des deux parties de la bielle et de l'attache. La Figure 4 est une vue latérale de l'ensem- ble représenté sur la Figure 3 en regardant depuis la direction indiquée par la flèche IV. La Figure 5 représente à grande échelle la vue de dessus du joint après montage de l'at.dzhe élas- tique dans la bielle. La Figure 6 est une coupe VI-VI de la Figure 5. La Figure 7 est une vue de dessus éclatée de la bielle et de l'attache élastique selon une pre- mière variante de l'invention. La Figure 8 est une vue de dessus de la bielle et de l'attache élastique selon une seconde variante de l'invention. La Figure 9 est une vue en perspective de l'attache utilisée dans la variante représentée sur la Figure 8. En référence à la Figure 1, l'ensemble mo- teur-compresseur 1 est suspendu à l'intérieur d'une enveloppe 3 au moyen de ressorts hélicoidaux 2 (dont seulement un est représenté). Un carter 4 sert de mon- ture pour supporter l'inducteur 5 du moteur électrique et comprend un palier 6 pour supporter le vilebrequin 7 sur lequel est monté dans la partie inférieur l'induit 8 du moteur. Le carter 4 comprend également un cylindre 9, à l'intérieur duquel va et vient le piston 10. Le vilebrequin 7 possède à son extrémité supérieure un maneton 11 ayant une extrémité supérieure libre 12. Ainsi qu'on peut le voir sur les Figures 1 et 2, le cylindre 9 possède à son extrémité fermée oppo- sée au vilebrequin un plateau de soupape 17 et une tête de cylindre 18 de réalisation classique. La bielle re- présentée sur la Figure 3 et 4 comporte deux parties 20 et 30 reliant le piston 10 au maneton 11 du vilebrequin 7, comme représenté sur la Figure 1. La première partie 20 de la bielle comporte le premier oeillet 21 à partir duquel s'étend une sail- lie radiale allongée 22, qui définit la tige de la bielle, ce premier oeillet étant relié au piston 10 par un tourillon de tête 15. La seconde partie 30 de la bielle comporte le second oeillet 31 à partir duquel s'étend une sail- lie radiale courte 32 munie d'une fente longitudinale 33, ce second oeillet 31 étant engagé sur le maneton 11 du vilebrequin 7. Dans l'agencement représenté sur les Figures 3 et 4, la fente 33 du second oeillet 31 s'étend sur toute l'épaisseur de la petite saillie 32, présentant deux faces latérales opposées et parallèles 34 et deux faces terminales internes en forme de "V", son sommet étant muni d'une indentation 36. Ceci pour éviter au finissage superficiel de la fente 33 d'interférer d'une manière quelconque dans l'ajustage des deux parties 20 et 30 de la bielle. Dans cet agencement, la partie ter- minale 27 de la tige 22 articulée au premier oillet 21 présente deux faces 25 formant un "V" avec un sommet quelque peu arrondi, ces faces étant dimensionnées pour permettre un contact total avec les parois terminales internes respectives 35 de la fente 33. Cet ajustement en forme de "V" élimine tout écart transversal indésirable dans ce type de pièce, assurant un ajustement à auto-alignement qui maintien- dra la distance axiale correcte entre les premier et second oillets en plus de maintenir ces axes géométri- ques coplanaires durant l'opération de fixation (qui sera expliquée plus loin) sans exiger de dispositif extérieur supplémentaire en vue de contrôler la position relative entre les deux parties de la bielle durant l'as- semblage. Dans cet agencement, la largeur Ai de la partie terminale de la tige 22 est légèrement plus petite que la largeur A2 de la fente 33 de façon à ménager un jeu faible entre les faces latérales 34 de la fente 33 et des parois adjacentes 24 de la partie terminale 27 de la tige 22. Ce jeu faible n'affecte pas la position des deux parties, du fait de l'ajustement en forme de "V" des parois terminales. Dans cette réalisation, la saillie radiale 32 du second oillet 31 est munie de deux gorges, toutes deux orthogonales à l'axe géométrique de la tige 22, l'une supérieure 38 et l'autre inférieure 39. D'une manière similaire, la saillie radiale 22 du premier oeillet 21 est également munie de deux gorges, toutes deux orthogonales à son axe géométrique, l'une supé- rieure 28 et l'autre inférieure 29. Lorsque la bielle est montée, et que le contact entre les deux faces terminales 25 de la tige 22 avec les parois terminales internes respectives 35 de la fente 33 s'établit, les gorges transversales 38 et 39 du second oeillet 31 doivent être maintenues alignées sur les gorges transversales 28 et 29 du pre- mier oeillet 21. Dans la réalisation représentée, la fixation entre les deux parties 20 et 30 de la bielle est effec- tuée au moyen d'une attache en forme de U 40 ayant ses branches terminales parallèles et faisant un angle vers l'extérieur depuis son plan de base. L'attache est réa- lisée en fil d'acier à ressort à section circulaire. Comme représenté sur les Figures 5 et 6, les bras latéraux 41 de l'attache 40 sont introduits dans les gorges respectives 38, 28; 39, 29 de sorte que leurs parties terminales reposent contre un côté de la paroi des rainures 38 et 39 de la saillie radiale 32 du se- cond oeillet 31, tandis que leurs parties médianes con- tenant le sommet de courbure, sont pressées contre le côté opposé de la paroi des rainures 28 et 29 de la partie terminale 27 de la tige 22 de façon à provoquer une force élastique qui est suffisamment puissante pour maintenir ensemble les deux oeillets 21 et 31 de la bielle. Dans l'exemple représenté, la partie de base 42 de l'attache 40 est ajustée dans une gorge transver- sale 51 d'une saillie 50 s'étendant depuis l'une des faces externes latérales de la saillie radiale 32. Après montage de l'attache 40, les bords de la saillie 50 adjacents à la gorge 51 peuvent être légèrement re- façonnés vers l'intérieur de façon à empêcher l'atta- che de glisser hors de la gorge. La procédure d'assemblage pour la réalisation représentée sur les Figures 3, 4, 5 et 6 sera décrite ci-après, en référence à la Figure 2 pour une meilleure compréhension. Le vilebrequin 7 est introduit dans le palier 6 à travers le côté supérieur du carter 4. Le second oeillet 31 de la bielle est ensuite introduit sur le maneton 11. Avec la plaque de soupape 17 et la tête de cylindre 1 retirés, l'ensemble formé par le premier oeillet 21 de la bielle, le piston 10 et le tourillon de tête 15 déjà assemblés, est introduit dans le cylin- dre 9 à travers l'extrémité externe 19. Cet ensemble est ensuite déplacé vers l'autre partie de la bielle en même temps qu'il peut être tourné dans le cylindre de façon à permettre une liaison correcte des parties et 30 de la bielle. Après ceci, l'attache élastique est introduite à l'aide d'un dispositif dans les gorges transversales des parties 20 et 30 de la bielle. Après montage, l'at- tache 40 est maintenue au moyen d'une petite déformation effectuée sur la saillie latérale 50 du second oeillet 31. La procédure de montage de l'ensemble piston, bielle et maneton, selon l'exemple représenté, assure une fiabilité élevée et possède des avantages par rap- port aux procédures décrites dans la demande de brevet brésilien PI 8501182, telle que l'absence de déchets comme dans le cas d'un brasage; Un autre avantage par rapport à la procédure antérieure est qu'aucun temps de vulcanisation n'est nécessaire, comme dans le cas d'utilisation de colle. En outre, la solution présentée a été conçue afin de permettre une automatisation aisée de la procédure et d'augmenter la productivité. En dépit de la description et de l'illustration de conceptions particulières pour l'attache et les gor- ges, on comprendra qu'un certain nombre de modifications peuvent être apportées sans s'écarter des principes gé- néraux de la présente invention. En référence à la Figure 7, les gorges 28, 38; 29, 39 peuvent être pratiquées de manière à définir un canal superficiel incurvé dans les surfaces supérieure et inférieure de la tige et de la projection radiale 32 du second oillet 31. Dans ce cas, l'attache 40 n'a pas besoin d'avoir des bras incurvés. Une autre solution possible est représentée sur la Figure 8 sur laquelle les gorges sont réalisées dans les surfaces latérales adjacentes 34 et 24 de la gorge 33 et de la tige 22. Pour fixer les parties, on utilise une attache 40 en forme de U (représentée sur la Figure 9). Les gorges peuvent également être disposées transversalement en nombres différents à travers des sec- tions médianes de l'ensemble constitué par la saillie radiale 32 et la tige 22. R E V E N D I C A T IONS 1. Compresseur à piston alternatif pour une pe- tite machine de réfrigération, du type comprenant une bielle avec son premier oeillet relié au piston du com- presseur au moyen d'un tourillon de tête et relié par son autre oeillet au maneton d'un vilebrequin, dans le- quel le second oeillet de la bielle comprend une saillie radiale avec des faces latérales opposées, des faces supérieure et inférieure, ladite saillie étant munie d'une fente longitudinale possédant au moins deux faces terminales et deux faces latérales opposées; un premier oeillet muni d'une tige radiale allongée ayant sa partie terminale munie d'au moins deux faces terminales, deux faces latérales opposées, des faces supérieure et infé- rieure, ladite tige radiale allongée étant ajustée dans ladite fente longitudinale du second oeillet, la distan- ce axiale entre les centres des oeillets étant définie par le contact entre deux faces de la partie terminale de la tige et les deux faces terminales correspondantes de la fente longitudinale, caractérisé en ce qu'au moins une attache de fixation (40) est ajustée dans des loge- ments respectifs délimités par des gorges (38, 39) pra- tiquées dans la saillie radiale (32) du second oeillet (31) et par des gorges (28, 29) pratiquées dans la par- tie terminale de la tige (22) ladite attache (40) étant conçue de manière à presser, par suite de son action élastique lorsqu'elle est ajustée dans la gorge res- pective (38,.28, 39, 29) les deux parties (20, 30) de la bielle dans une position de distance axiale minimale entre les centres des oeillets (21, 31) et fixant ces parties (20, 30) dans une position relative et prédé- terminée des oeillets (21, 31). 2. Compresseur à piston alternatif pour une petite machine de réfrigération, selon la revendication 1, caractérisé en ce que les logements sont définis par des passages alignés (28, 38; 29, 39). 3. Compresseur à piston alternatif pour une peti- te machine de réfrigération, selon la revendication 2, caractérisé en ce que les passages alignés (28, 38; 29, 39) sont rectilignes et reçoivent une attache élas- tique (41), dont le (les) bras est (sont) muni(s) d'une partie médiane incurvée reposant contre une partie du passage (28, 29) de la tige (22) et leurs parties ter- minales reposant contre une partie du passage (38, 39) de la saillie radiale (32) dans les deux côtés de la fente longitudinale (33), avec ladite partie médiane pressant axialement la tige (22) contre les parois ter- minales (35) de la fente (33). 4. Compresseur à piston alternatif pour une peti- te machine de réfrigération, selon la revendication 2, caractérisé en ce que les passages alignés (28, 38; 29, 39) sont incurvés et reçoivent une attache élastique (41), dont le(les) bras est(sont) rectiligne(s) ayant leurs parties terminales reposant contre des parties de passage (38, 39) de la saillie radiale (32) dans les deux côtés de la fente longitudinale (33), la partie médiane du(des) bras reposant contre une partie de pas- sage (28, 29) de la tige (22)-de façon à presser axia- lement la tige contre les parois terminales (35) de la fente (33). 5. Compresseur à piston alternatif pour une petite machine de réfrigération, selon l'une quelconque des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la par- tie de base (42) de l'attache (41) est ajustée dans une gorge (51) d'une saillie (50) s'étendant depuis l'une -16 des faces externes latérales des parties (20, 30) de la bielle. 6. Compresseur à piston alternatif pour une pe- tite machine de réfrigération, selon la revendication 5, caractérisé en ce que chaque attache (40) présente une forme en U avec deux bras (41) s'étendant depuis une partie de base (42), chaque bras de l'attache (41) étant introduit dans les passages alignés (28, 38; 29, 39). 7. Compresseur à piston alternatif pour une pe- tite machine de réfrigération, selon la revendication 6 et ayant la fente du second oeillet et la partie ter- minale de la tige avec la même épaisseur, caractérisé en ce que l'ensemble de passages(38, 28,38; 39, 29, 39) est défini par une gorge transversale à l'axe de la tige (22) et pratiquée dans chaque face supérieure et infé- rieure de la saillie radiale (32) et de la tige (22), la gorge (51) pour ajuster la partie de base (42) étant pratiquée dans une. face externe latérale de la saillie radiale (32). 8. Compresseur à piston alternatif pour une pe- tite machine de réfrigération, selon la revendication , caractérisé en ce que la gorge (51) en vue d'ajuster la partie de base (42) de l'attache (40) possède une saillie (50) qui est refaçonnée plastiquement, cette saillie (50) étant réalisée dans une face externe de l'une des parties (20, 30) de la bielle. 9. Procédé d'assemblage d'un compresseur à pis- ton alternatif pour une petite machine de réfrigération, possédant une bielle telle que décrite dans la revendi- cation 1, ledit procédé comportant les opérations sui- vantes: Montage du piston sur la partie de la bielle délimitée par la tige et le premier oeillet; Introduction de la tige, du premier oeillet et de l'en- semble de piston dans le cylindre du compresseur à travers l'extrémité extérieure du cylindre; Montage du second oeillet de la bielle sur le maneton du vilebrequin; Coulissement du piston afin de placer les faces termina- les de la tige et de la fente en contact; Maintien de cette position durant la fixation des deux parties de la bielle, ladite fixation étant caractérisée en ce qu'une attache de fixation (40) est introduite dans des logements (38, 39; 28, 29) pratiqués dans la saillie radiale (32) du second oeillet (31) et dans la partie terminale de la tige (22) de façon à presser par suite de son action élastique les deux parties (20, 30) de la bielle dans une position de distance axiale minimale entre les centres des oeillets (21, 31) et les fixer dans cette position.