Brevet FR2702251A1 — publié le 19940909

"Dispositif de fixation d'absorption de chocs pour compresseur". La présente invention concerne un compres- seur hermétique à pistons alternatifs et, plus parti- culièrement, un compresseur comprenant: un carter principal; un bloc de compresseur à moteur disposé à l'intérieur de ce carter principal et comprenant un carter moteur; et une console de fixation d'un dispo- sitif d'absorption de chocs fixée au carter principal. Ce compresseur comporte ainsi des fixation d'absorption de vibrations qui suspendent verticale- ment le bloc de compresseur à l'intérieur de son car- ter principal. Dans la plupart des compresseurs herméti- ques, le dispositif de compresseur à moteur est sup- porté verticalement à l'intérieur du carter principal par des ressorts à spires de façon que les vibrations provenant de la réaction au couple provoqué par le dé- marrage et l'arrêt du compresseur, soient absorbées par une déviation latérale des ressorts Chacun de ces ressorts est suffisamment rigide pour supporter les forces latérales de la réaction au couple, tout en étant suffisamment souple pour assurer une isolation contre les vibrations Les ressorts sont déviés dans une direction verticale pour réduire les vibrations transmises au carter principal du compresseur La constante d'élasticité de chaque ressort détermine l'amplitude de la force transmise aux liaisons exté- rieures du compresseur, cette force étant liée au bruit transmis à l'extérieur du système. Du fait de la nécessité de contrôler à la fois le mouvement vertical et le mouvement horizontal, les ressorts à spires antérieurs ont été construits avec des constantes d'élasticité supérieures à celles qui auraient été nécessaires si les ressorts à spires n'avaient été conçus que pour amortir des vibrations verticales Si chaque ressort à spires n'avait à amor- tir qu'un mouvement vertical, ce ressort pourrait être fabriqué sous une forme plus souple, (c'est à dire avec une constante d'élasticité plus faible) et rédui- rait donc la transmission du bruit vers le carter principal. Le problème posé par les systèmes de fixa- tion à ressorts selon l'art antérieur, tels que celui représenté dans le brevet-U S No 3 531 069, est qu'ils ne permettent pas de contrôler convenablement les oscillations et la transmittance du bruit du bloc de compresseur à moteur pendant le démarrage et l'ar- rêt, en particulier dans les gros compresseurs La transmittance du bruit est normalement d'autant plus grande que le compresseur est plus gros Les oscilla- tions horizontales autour de l'axe des ressorts peu- vent conduire à une surcharge de contrainte et à une défaillance des ressorts et autres éléments du com- presseur Le brevet de l'art antérieur indiqué ci- dessus utilise deux ressorts à spires pour tenter de résoudre le problème de la transmittance du bruit et pour contrôler le déplacement horizontal Un ressort intérieur est utilisé pour contrôler le mouvement ver- tical, tandis qu'un ressort à spires extérieur plus gros est utilisé pour contrôler le déplacement laté- ral Un problème particulier de cette combinaison est celui du choc du ressort extérieur contre le ressort intérieur ou contre la console de monture pendant un mouvement de torsion accompagnant le démarrage ou l'arrêt du compresseur Ces chocs augmentent le bruit transmis à travers le carter principal du compresseur. Il existe aussi un certain déplacement hori- zontal du compresseur dans lequel il n'y a pas d'amor- tissement des vibrations horizontales Initialement, le ressort extérieur n'est en contact ni avec le res- sort intérieur ni avec la console de monture, de sorte qu'aucun amortissement ne se produit au démarrage ou à l'arrêt du compresseur. Un autre monture anti-chocs selon l'art an- térieur est indiquée dans le brevet U S No 1 988 295 qui décrit une structure de support souple destinée à être utilisée pour supprimer les mouvements vibratoi- res de ressorts de fixation anti-chocs Ce brevet uti- lise un ressort à spires pour supporter un élément de machine, avec une pince superposée pour réduire et amortir les mouvements vibratoires du ressort La pin- ce est attachée à l'un des éléments de machine et vient en contact de poussée et de recouvrement avec le ressort à spires De cette manière, la force de la pince est utilisée pour réduire les mouvements vibra- toires du ressort à spires Un problème posé par cette forme de réalisation, est qu'en réduisant les vibra- tions du ressort de cette manière, le système de res- sort peut avoir une plus grande constante élastique résultante qui pourrait ainsi transmettre plus d'éner- gie au carter principal du compresseur, et par conséquent augmenter la transmittance du bruit. Un autre problème posé par la forme de ré- alisation du brevet U S No 1 988 295, est que la dé- viation latérale de la monture anti-chocs n'est pas aussi faible que celle qu'on pourrait obtenir La pin- ce est en contact avec le ressort à spires jusqu'à un point situé avant l'endroit o le ressort rencontre le support opposé Comme la pince passe sur le ressort à spires, il existe un objet flexible sur lequel la pin- ce peut venir en contact, et qui ne doit pas neutrali- ser la déviation latérale de la monture anti-chocs En particulier, pendant une déviation latérale de la mon- ture anti-chocs, celle-ci doit se courber plus forte- ment à l'endroit du ressort à spires se trouvant juste au delà de l'extrémité des pattes de la pince en cau- sant une défaillance prématurée. Ce dont on a besoin est d'un système de mon- ture à ressorts qui amortisse les oscillations hori- zontales excessives et supprime le bruit de chocs pen- dant le démarrage et l'arrêt Le système de monture à ressorts ne doit pas utiliser de ressorts plus épais pour ne pas augmenter la transmission, ou il existe un besoin d'une monture anti-chocs qui soit capable de supporter les forces de vibrations horizontales plus élevées rencontrées dans les plus gros compresseurs. La présente invention a pour but de résoudre les problèmes ci-dessus liés aux fixation anti-chocs de l'art antérieur destinées à être utilisées dans les plus gros compresseurs dans lesquels on désire utili- ser un ressort à spires pour réduire les vibrations verticales, et un ressort réalisé sous forme plate pour contrôler les vibrations horizontales. La présente invention remédie aux problèmes et inconvénients de l'art antérieur en créant une mon- ture d'absorption de chocs perfectionnée permettant de contrôler à la fois les vibrations verticales et les vibrations horizontales, dans laquelle un ressort plat en forme de U est orienté autour d'un ressort à spi- res Selon l'appareil de la présente invention, on est capable de fabriquer un compresseur présentant des ca- ractéristiques améliorées d'amortissement des vibra- tions et de réduction de la transmittance du bruit. D'une façon générale, l'invention fournit une monture d'absorption de chocs pour compresseur dans laquelle un ressort à spires est utilisé pour contrôler les vibrations verticales et pour suspendre le bloc de compresseur à moteur à l'intérieur de son carter principal Un ressort plat en forme de U pré- sentant une constante d'élasticité plus faible, est orienté sur le ressort à spires et vient en contact avec une console de monture pour produire une force de poussée contre un mouvement horizontal Par suite, toutes vibrations dans le plan vertical ou horizontal par rapport à la monture, sont amorties par l'un des ressorts ou les deux. Plus précisément, l'invention permet d'obte- nir que le ressort en forme de U soit orienté à l'ex- térieur et autour du ressort à spires de façon que les pattes de ce ressort en forme de U viennent toucher les parois latérales d'une console de monture Les pattes du ressort en forme de U sont en contact de glissement avec la monture pendant le démarrage et l'arrêt du compresseur, ce qui permet de réduire tous chocs possibles entre le ressort en forme de U et la monture. Un avantage de la monture d'absorption de chocs de la présente invention est qu'elle permet d'augmenter la suppression du bruit avec une réduction de La constante d'élasticité du ressort à spires On peut diminuer la constante d'élasticité ou la rigidité du ressort à spires du fait que le ressort plat en forme de U est maintenant utilisé pour absorber la ma- jeure partie des forces de vibrations latérales Grâce à cette diminution de la constante d'élasticité du ressort à spires, une moins grande quantité de vibra- tions se propagent entre le compresseur à moteur et le carter principal Un autre avantage du dispositif de fixation d'absorption de chocs de la présente inven- tion, est qu'en utilisant le ressort en forme de U pour amortir les vibrations latérales et le mouvement du bloc de compresseur à moteur, on augmente la durée de vie des ressorts à spires et par conséquent du com- presseur. L'invention, sous une forme de réalisation de celle-ci, fournit un compresseur comportant un bloc de compresseur à moteur muni d'un carter moteur dispo- sé à l'intérieur d'un carter principal Une console de fixation d'absorption de chocs est fixée au carter principal, tandis qu'un certain nombre de blocs de fixation d'absorption de chocs sont fixés entre la console et le carter moteur Chaque bloc de monture d'absorption de chocs comprend un premier ressort des- tiné à amortir le mouvement vertical du bloc de com- presseur, et un second ressort destiné à amortir le mouvement horizontal du bloc de compresseur Le second ressort est en contact de glissement avec la console de manière à réduire les oscillations latérales et la transmission du bruit à travers le carter principal. Dans la forme préférée de réalisation, le premier ressort est un ressort à spires tandis que le second ressort est un ressort plat réalisé en forme de U. L'invention, sous une autre forme de celle- ci, fournit une monture anti-vibrations comportant un élément de base et un élément de charge, dans laquelle un premier ressort muni d'une extrémité fixe est fixé rigidement à une extrémité de la base ou de l'élément de charge, tandis que l'autre extrémité du ressort comprend une extrémité ouverte s'engageant en glisse- ment sur l'autre élément de la base ou de l'élément de charge Le dispositif comprend un second ressort muni de deux extrémités fixées chacune à l'un des éléments, de façon que le second ressort réduise le mouvement axial Le premier ressort réduit le mouvement latéral de l'élément de charge sans modifier notablement l'ef- fet d'amortissement axial du second ressort. Les configurations et développements avanta- geux du dispositif de monture d'absorption de chocs pour compresseur selon l'invention sont obtenus grâce au fait que le premier ressort comprend une première extrémité et une seconde extrémité, la première extré- mité étant fixée à la console de fixation d'absorption de chocs; un goujon de fixation ( 54) s'emboîte sur la seconde extrémité du premier ressort, ce goujon com- prenant une partie de fixation cylindrique ( 58) tour- née du coté opposé à la second extrémité du ressort, cette partie de fixation cylindrique étant fixée au carter moteur, le second ressort comprenant un res- sort en forme de U muni d'une partie de base ( 64), cette partie de base comportant une ouverture ( 66), le goujon de fixation s'emboîtant à travers la partie de base de façon que le second ressort s'emboîte au- dessus du premier ressort et s'engage en glissement contre la console de monture d'absorption de chocs. le bloc de monture d'absorption de chocs se fixe dans un trou borgne à l'intérieur du carter moteur, le premier ressort réduit le mouvement la- téral du carter moteur sans modifier notablement l'ef- fet d'amortissement axial du second ressort, le premier ressort est un ressort à spi- res. L'invention sera décrite ci-après en détails en se référant aux dessins ci-joints dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe longitu- dinale d'un compresseur du type auquel s'applique la présente invention; la figure 2 est une vue en coupe agrandie de la figure 1, se concentrant sur la présente inven- tion; la figure 3 est une vue de face, en éléva- tion, de la présente invention; la figure 4 est une vue en perspective éclatée de la présente invention; et la figure 5 est une vue en coupe partielle de la figure 1, suivant la ligne 5-5, vue dans la di- rection des flèches et représentant les emplacements des fixation d'absorption de chocs de la présente in- vention. En se référant aux dessins, et plus parti- culièrement à la figure 1, celle-ci représente un com- presseur 10 à pistons alternatifs et à double cylin- dre, hermétiquement scellé, du type auquel la présente invention peut s'appliquer Le compresseur 10 comprend un carter principal de compresseur étanche 12 enfer- mant le bloc de compresseur à moteur 13 A l'intérieur du carter principal 12 est disposé un carter moteur 14 supportant un vilebrequin 16 entraîné par un moteur 18 Des fixation d'absorption de chocs et de vibra- tions 20 selon la présente invention, fixées au carter moteur 14 et au carter principal 12, suspendent les éléments du compresseur à l'intérieur du carter prin- cipal 12 Les fixation d'absorption de chocs 20 seront décrites plus en détail ci-après. A titre d'illustration, et sans que cela soit limitatif, le compresseur 10 est orienté, dans la forme préférée de réalisation illustrée ici, de façon que le carter moteur 14 soit suspendu verticalement au-dessous du moteur 18 Le vilebrequin 16 monté à l'intérieur du carter moteur 14 entraîne des bielles 22 qui sont à leur tour reliées aux pistons 24 montés à l'intérieur des cylindres 26 Les cylindres 26 tra- versent une surface avant 25 du carter moteur 14. Une culasse 28 munie d'une surface inférieu- re 29 est montée sur la surface avant 25 du carter mo- teur 14 au moyen de boulons (non représentés) Une plaque à soupapes 30 sur laquelle sont montées des soupapes d'aspiration et de décharge (non représen- tées), est interposée entre la culasse 28 et le carter moteur 14 La figure 1 représente un élément de rete- nue de soupape de décharge 32, comme cela est bien connu de l'art antérieur. La culasse 28 comprend une chambre de dé- charge 34 et une chambre d'aspiration 36 Pendant le fonctionnement du compresseur 10, l'action de va-et -vient des pistons 24, en même temps que le mouvement des soupapes de décharge et des soupapes d'aspiration montées sur la plaque à soupapes 30, produit des zones de pression de décharge et de pression d'aspiration respectivement dans les chambres 34 et 36. La présente invention comprend un bloc ou dispositif de fixation d'absorption de chocs perfec- tionné 20, comme indiqué aux figures 2 à 4 En se ré- férant maintenant plus particulièrement à la figure 4 qui représente une vue éclatée du dispositif de fixa- tion d'absorption de chocs 20, le système comprend une console de fixation d'absorption de chocs 40 destinée a être fixée par soudure par points ou autres moyens analogues, au côté du carter principal 12 du compres- seur La console de fixation 40 comprend une surface latérale arrondie 42 correspondant à la forme du car- ter principal 12 pour permettre cette fixation La console 40 comprend une surface supérieure 44 tournée vers le haut et percée d'un trou 46, ainsi que des parties ou parois dressées verticalement 41 qui sont reliées à la fois à la surface latérale 42 et à la surface supérieure 44 En variante, 1 console 40 peut être constituée par une partie formée d'une seule piè- ce avec le carter principal 12 Dans ce cas, chaque monture d'absorption de chocs 20 doit être fixée di- rectement au carter principal 12. A l'intérieur du trou 46 est monté un goujon inférieur 48 fixé solidement dans la console de montu- re 40 Le goujon de ressort 48 comprend un pas de vis destiné à recevoir le ressort à spires de support de charge 52 monté verticalement Le ressort à spires 52 est de construction connue et se visse sur le file- tage 50 du goujon de ressort inférieur 48. Un goujon de ressort supérieur 54 est emboî- té dans les spires supérieures du ressort à spires 52. Plus précisément, le goujon de ressort supérieur 54 comprend une partie inférieure conique 56 qui s'emboî- te dans les spires du ressort à spires 52 Une protu- bérance cylindrique 58 fait saillie verticalement sur le goujon de ressort supérieur 54 Cette protubérance 58 est utilisée pour positionner et fixer le disposi- tif de monture d'absorption de chocs 20 sur le carter moteur 14 La protubérance cylindrique 58 se fixe dans une liaison de fixation en suspension telle qu'un trou borgne 60 formé dans le carter moteur 14 (figure 1). Les vibrations latérales produites pendant le démarrage et l'arrêt du compresseur sont contrôlées par un ressort plat 62 en forme de U qui est disposé sur le ressort à spires 52 comme indiqué à la figure 3 La base ou partie centrale 64 du ressort 62 en for- me de U comprend une ouverture 66 dans laquelle s'em- boîte la protubérance cylindrique 58 pour positionner 1 i ainsi le ressort 62 en forme de U sur les autres élé- ments du dispositif de monture d'absorption de chocs Des pattes 68 espacées des spires du ressort à spires 52, s'étendent des deux côtés de la partie cen- trale 64 Chaque patte 68 comprend une partie infé- rieure 70 destinée à venir en contact de glissement avec une partie verticale 41 de la console de monture 40. Comme indiqué aux figures 1, 2 et 3, la par- tie inférieure 70 vient en contact avec la partie ver- ticale 41 de la console de monture 40 Les pattes 68 doivent être en contact de glissement avec les parties verticales 41 de la console de monture 40 pendant le démarrage et l'arrêt du compresseur Dans sa position neutre, le dispositif de monture d'absorption de chocs est normalement centré sur la console de monture 40 de façon que le goujon de ressort supérieur 54 soit aligné verticalement avec le goujon de ressort infé- rieur 48. Pendant le fonctionnement du système de ré- frigération, le compresseur 10 doit être démarré ou stoppé un grand nombre de fois en provoquant ainsi une réaction de couple dans le compresseur Cela provoque une rotation ou un déplacement horizontal du carter moteur 14 à l'intérieur du carter principal 12 Le nouveau dispositif de monture 20 selon l'invention doit contrôler le mouvement et réduire la transmission du bruit entre le bloc de compresseur à moteur 13 et le carter principal 12. A ce moment, le goujon de ressort supérieur 54, relié par la protubérance 58 au carter moteur 14, doit également se déplacer latéralement et commencer à vibrer dans un plan horizontal La constante d'élasti- cité particulière (rigidité et amortissement) choisie pour le ressort 52 en forme de U, doit produire une force particulière pour neutraliser la réaction de couple du bloc de compresseur à moteur 13 en réduisant ainsi l'amplitude des vibrations horizontales et en ramenant éventuellement le carter moteur 14 dans sa position normale Les pattes 68 du ressort 62 en forme de U doivent glisser contre la partie verticale 41 de la console de monture 40 pour neutraliser ainsi la force de réaction de couple latérale dès le départ. Il est bien connu d'un spécialiste de la question qu'on peut facilement régler les caractéris- tiques d'amortissement du ressort à spires 52 et du ressort plat 62 en forme de U en modifiant le maté- riau de ressort, l'épaisseur, la longueur, et la lar- geur des pattes, ainsi que le nombre de spires du res- sort à spires. Comme indiqué à la figure 5, l'utilisation préférée du dispositif de fixation d'absorption de chocs 20, à l'intérieur du compresseur 10, comprend trois de ces dispositifs montés dans des positions équidistantes le long de la circonférence intérieure du carter principal 12 Cela permet d'obtenir un équi- librage des composantes horizontales et verticales des forces de charge créées par le compresseur, tout en répartissant aussi les forces de manière égale sur le carter principal 12. Comme indiqué à la figure 3, le ressort 62 en forme de U ne réduit pas notablement l'amortisse- ment vertical effectué par le ressort à spires 52. Pendant cet amortissement vertical, comme le ressort à spires 52 oscille dans la direction verticale, le res- sort 62 en forme de U doit glisser vers le haut et vers le bas le long de la console de monture 40. Le nouveau dispositif de fixation d'absorp- tion de chocs 20 de la présente invention permet de diminuer la constante d'élasticité du ressort de sup- port à spires 52, par rapport à l'utilisation de l'art antérieur dans les compresseurs, car ce ressort à spi- res ne constitue plus maintenant la seule partie de structure permettant de limiter et de réduire les for- ces de torsion et les oscillations latérales En ré- duisant la constante d'élasticité du ressort à spires 52, on diminue l'amplitude des vibrations propagées par ce ressort 52 entre le bloc de compresseur à mo- teur 13 et le carter principal 12. En termes plus généraux, la console de mon- ture 40 peut être considérée comme l'élément de base de fixation d'absorption de chocs, tandis que le car- ter moteur 14 peut être considéré comme l'élément de charge du système. R E V E N D I C A T I O N S 1 Compresseur ( 10) comprenant: un carter principal ( 12); un bloc de compresseur à moteur ( 13) disposé à l'intérieur de ce carter principal et com- prenant un carter moteur ( 14); et une console de fixation d'absorption de chocs fixée au carter prin- cipal; caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de blocs de monture d'absorption de chocs ( 20) fixés entre la console et le carter moteur, chacun de ces blocs de monture d'absorption de chocs comprenant un premier ressort ( 52) destiné à amortir le mouvement vertical du bloc de compresseur à moteur, et un second ressort ( 62) destiné à amortir le mouvement horizontal de ce bloc de compresseur à moteur, le second ressort étant disposé autour du premier ressort, ce second ressort étant toujours en contact de glissement avec la console, ce qui permet ainsi de réduire les oscil- lations latérales et la transmission du bruit à tra- vers le carter principal. 2 Compresseur selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que le premier ressort est un ressort à spires et le second ressort est un ressort plat. 3 Compresseur selon la revendication 2, ca- ractérisé en ce que le ressort plat est en forme de U, et le ressort à spires est en forme d'hélice. 4 Compresseur selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que le second ressort comprend deux pattes ( 68) qui glissent sur les côtés opposés de la console. 5 Compresseur selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que le premier ressort comprend une première extrémité et une seconde extrémité, la pre- mière extrémité étant fixée à la console de fixation d'absorption de chocs; un goujon de fixation ( 54) s'emboîte sur la seconde extrémité du premier ressort, ce goujon comprenant une partie de fixation cylindri- que ( 58) tournée du côté opposé à la second extrémité du ressort, cette partie de fixation cylindrique étant fixée au carter moteur; le second ressort comprenant un ressort en forme de U muni d'une partie de base ( 64), cette partie de base comportant une ouverture ( 66), le goujon de fixation s'emboîtant à travers la partie de base de façon que le second ressort s'emboî- te au-dessus du premier ressort et s'engage en glisse- ment contre la console de monture d'absorption de chocs. 6 Compresseur selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que le bloc de monture d'absorption de chocs se fixe dans un trou borgne ( 60) à l'intérieur du carter moteur. 7 Compresseur selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que le premier ressort réduit le mou- vement latéral du carter moteur sans modifier notable- ment l'effet d'amortissement axial du second ressort. 8 Compresseur selon la revendication 1, ca- ractérisé en ce que le premier ressort est en forme d'hélice.