Brevet FR2794186A1 — publié le 20001201

COMPRESSEUR A PLATEAU OSCILLANT AVEC LUBRIFICATION DANS LA JONCTION DU PISTON AVEC LE PLATEAU OSCILLANT. La présente invention concerne un compresseur à plateau oscillant et concerne plus particulièrement la jonction entre le piston et le plateau oscillant. Un compresseur à plateau oscillant classique comprend un arbre rotatif, un plateau oscillant monté tournant avec l'arbre rotatif, au moins un piston pouvant effectuer un mouvement de va-et- vient et une jonction pour coupler le piston avec le plateau oscillant. La jonction de piston comprend habituellement un coussinet relié d'un seul tenant avec le piston et deux patins (voir par exemple les publications de brevets japonais non-examinés N S61-135 990, S49-65 509 et S56-138 474). Le coussinet présente des surfaces concaves opposées l'une à l'autre et le plateau oscillant est inséré entre les surfaces concaves du coussinet, avec interposition des patins. Chacun des patins comporte une surface plate pouvant coulisser par rapport au plateau oscillant et une surface convexe opposée à la surface plate et pouvant coulisser par rapport à la surface concave. Lorsque le compresseur est en fonctionnement, les patins oscillent à l'intérieur du coussinet du piston en fonction de la rotation du plateau oscillant. Il est par conséquent souhaitable de conserver une lubrification suffisante entre les surfaces convexes des patins et les surfaces concaves du coussinet. Cette lubrification peut être réalisée par un brouillard d'huile de lubrification contenue dans le gaz frigorigène à l'intérieur du compresseur, qui est introduit entre les surfaces convexes des patins et les surfaces concaves du coussinet. Habituellement, les surfaces convexes des patins et les surfaces concaves du coussinet sont conçues de manière à présenter sensiblement le même rayon de courbure (voir par exemple la publication de brevet japonais non-examiné N H10-220 354). Dans cette structure, il n'y a sensiblement aucun jeu entre les surfaces convexes des patins et les surfaces concaves du coussinet. Par conséquent, le brouillard d'huile de lubrification pénètre difficilement entre les surfaces convexes des patins et les surfaces concaves du coussinet. Ceci peut altérer le maintien d'une lubrification suffisante entre les surfaces convexes des patins et les surfaces concaves du 2 2794186 coussinet et peut entraîner l'usure des surfaces coulissantes et l'augmentation du jeu. C'est donc un objet de la présente invention de proposer un compresseur à plateau oscillant dans lequel de l'huile de lubrification peut être délivrée en quantité suffisante entre les surfaces convexes de patins et les surfaces concaves d'un coussinet. D'autres objets de la présente invention deviendront évidents au cours de la description. L'invention concerne un compresseur à plateau oscillant comprenant un arbre rotatif, un plateau oscillant pouvant tourner avec l'arbre rotatif, au moins un piston et un patin interposé entre le plateau oscillant et le piston pour convertir la rotation du plateau oscillant en un mouvement de va-et-vient du piston, le patin comportant une surface convexe sphérique, le piston comportant une surface concave pour recevoir la surface convexe sphérique, la surface concave présentant une première et une seconde surfaces sphériques qui sont contiguès et décalées l'une de l'autre de manière à former une petite dénivellation s'étendant le long de la surface concave. Un mode de réalisation de l'invention sera décrit à présent en détail à titre d'exemple non limitatif, en regard des dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un compresseur de type à plateau oscillant selon un mode de réalisation de la présente invention; la figure 2 est une vue de face montrant la surface concave d'un coussinet du compresseur à plateau oscillant de la figure 1; la figure 3 est une vue en coupe destinée à expliquer la relation entre le coussinet et le patin du compresseur de la figure 1; et la figure 4 est une vue en coupe agrandie montrant la relation réelle entre le coussinet et le patin. Avec référence à la figure 1, on décrira le compresseur à plateau oscillant selon un mode de réalisation de la présente invention. Le compresseur à plateau oscillant est destiné à être utilisé dans un système de conditionnement d'air de véhicule et comprend un bloc- cylindres 2 et un logement avant 3 relié à une partie avant du bloc- cylindres 2. Le bloc-cylindres 2 comporte, à sa partie d'extrémité arrière, une pluralité d'alésages de cylindres 1 disposés à intervalles 3 2794186 réguliers à la circonférence. Un arbre rotatif 4 est supporté de manière rotative par le bloc-cylindres 2 et le logement avant 3. Le bloc-cylindres 2 et le logement avant 3 coopèrent afin de définir une chambre d'arbre 5 dans laquelle un rotor 6 et un plateau oscillant 7 sont disposés. Le rotor 6 est fixé à l'arbre rotatif 4 de manière à tourner avec lui. Le plateau oscillant est relié au rotor 6 par un mécanisme articulé 8 de manière à former un angle variable par rapport à l'arbre rotatif 4. Le plateau oscillant 7 tourne également avec l'arbre rotatif 4. Le compresseur à plateau oscillant comprend en outre plusieurs pistons 9 comportant chacun à une extrémité un corps de piston 9a qui est inséré dans un alésage de cylindre 1 correspondant, de telle manière qu'il puisse y coulisser axialement. Chaque piston 9 comporte à l'autre extrémité un coussinet 9b qui est pourvu d'une rainure réceptrice de plateau 11 dans laquelle une partie de la portion périphérique du plateau oscillant 7 est agencée. La rainure 11 est définie entre deux surfaces ou parois opposées et comporte des surfaces concaves 12 qui sont respectivement formées sur lesdites parois opposées. Le compresseur à plateau oscillant comprend en outre deux patins 13 qui sont respectivement interposés entre le plateau oscillant 7 et les surfaces concaves 12. Pendant la rotation du plateau oscillant, les patins 13 coulissent le long de celui-ci et sont pressés dans la direction axiale, convertissant ainsi la rotation du plateau oscillant en un mouvement de va-et-vient linéaire du piston 9 à l'intérieur de l'alésage de cylindre 1. La course du piston varie en fonction de l'angle que fait le plateau oscillant 7 avec l'arbre rotatif 4. On désignera ci-après la combinaison du coussinet 9b et des patins 13 par jonction de piston. Lorsque le piston 9 effectue un mouvement de va-et-vient à l'intérieur de l'alésage de cylindre 1, du gaz frigorigène pénètre dans une chambre d'entrée 15 à travers un orifice d'entrée 14, est aspiré dans l'alésage de cylindre 1 à travers une ouverture d'entrée 16, est ensuite refoulé dans une chambre de refoulement 18 à travers une ouverture de refoulement 19 et s'écoule à l'extérieur à travers un orifice de sortie 19. De manière connue en soi dans la technique, un circuit de refroidissement est relié à l'orifice d'entrée 14 et à l'orifice de sortie 19. Le circuit de refroidissement sert à réaliser un conditionnement d'air 4 2794186 dans le véhicule. Le gaz frigorigène contient habituellement de l'huile de machine réfrigérante qui est une huile de lubrification. Avec référence aux figures 2 et 3, on décrira à présent la jonction de piston. Dans la jonction de piston, chacun des patins 13 comporte une surface plate 13a pouvant coulisser par rapport au plateau oscillant 7 et une surface convexe sphérique 13b formée sur le côté opposé à la surface plate. La surface convexe sphérique 13b est formée le long d'une surface sphérique générale dont le rayon de courbure est R0. D'autre part, chacune des surfaces concaves 12 du coussinet 9b comprend une première et une seconde surfaces sphériques 12a et 12b contiguës l'une à l'autre. La première surface sphérique 12a a un premier rayon de courbure R1 et la seconde surface sphérique 12b a un second rayon de courbure R2. Plus précisément, une moitié de la surface concave 12 présente le premier rayon de courbure R1, tandis que l'autre moitié présente le second rayon de courbure R2. Le second rayon de courbure R2 est choisi pour être sensiblement égal au rayon de courbure R0 et le premier rayon de courbure R1 est choisi pour être légèrement supérieur au second rayon de courbure R2 de quelques microns seulement ou moins. Il résulte de la différence entre le premier et le second rayons de courbure R1 et R2 que les première et seconde surfaces sphériques 12a et 12b sont décalées l'une de l'autre, formant entre elles une petite dénivellation qui s'étend le long de chacune des surfaces concaves 12. De préférence, les rayons de courbure R0, R1 et R2 sont reliés par les relations: R2 - R0 et 1R2 - R1i Lorsque le patin 13 est placé dans la surface concave 12, la petite dénivellation entraîne un faible écart ou espace 21 entre la surface convexe sphérique 13b du patin 13 et la surface concave 12 du coussinet 9b, comme le montre la figure 3 d'une manière exagérée. En réalité, étant donné qu'une force externe est exercée, la surface concave 12 peut être en contact avec la surface sphérique 13b sensiblement le long de la surface concave 12 entière, comme le montre la figure 4. Mais, même dans ce cas, un très faible écart ou espace s'étendant le long de la limite entre les surfaces sphériques 12a et 12b existe encore. 2794186 En fonctionnement, l'huile de machine réfrigérante qui adhère au plateau oscillant 7 est délivrée à l'espace 21 sous forme de brouillard de fluide frigorigène par la force centrifuge créée par la rotation du plateau oscillant 7, de sorte qu'un film d'huile se forme sur la surface convexe sphérique 13b du patin 13. Ceci conserve une bonne lubrification entre la surface convexe sphérique 13b du patin 13 et la surface concave 12 du coussinet 19b et empêche l'usure des surfaces coulissantes. Bien que la présente invention ait été décrite jusqu'ici à propos d'un seul mode de réalisation de celle-ci, il est aisément possible pour les spécialistes de l'art de mettre la présente invention en pratique de diverses autres manières. Par exemple, la différence entre les premier et second rayons de courbure peut dépasser quelques microns. La surface concave du coussinet peut consister en une combinaison de trois rayons de courbure différents ou plus. L'angle du plateau oscillant par rapport à l'arbre rotatif peut être fixe. Le centre du premier rayon de courbure peut coïncider avec le centre du second rayon de courbure ou ne pas coïncider avec lui. Le second rayon de courbure peut être fixé de manière à être supérieur ou inférieur au rayon de courbure RO. Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres formes de réalisation sans pour autant sortir de la portée de l'invention. 6 2794186 REVENDICATIONS 1. Compresseur à plateau oscillant, caractérisé en ce qu'il comprend un arbre rotatif (4), un plateau oscillant (7) pouvant tourner avec ledit arbre rotatif (4), un piston (9) et un patin (13) interposé entre ledit plateau oscillant (7) et ledit piston (9) pour convertir la rotation de ledit plateau oscillant (7) en un mouvement de va-et-vient du piston, ledit patin (13) comportant une surface convexe sphérique (13b), ledit piston (9) comportant une surface concave (12) pour recevoir ladite surface convexe sphérique, ladite surface concave présentant une première et une seconde surfaces sphériques (12a, 12b) qui sont contiguës et décalées l'une par rapport à l'autre de manière à former une petite dénivellation s'étendant le long de ladite surface concave. 2. Compresseur à plateau oscillant selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite première surface sphérique (12a) présente un premier rayon de courbure (R1), ladite seconde surface sphérique (12b) présente un second rayon de courbure (R2) inférieur audit premier rayon de courbure. 3. Compresseur à plateau oscillant selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite surface convexe sphérique (13b) présente un rayon de courbure (R0) sensiblement égal audit second rayon de courbure (R2). 4. Compresseur à plateau oscillant selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite dénivellation entraîne un faible écart (21) entre ladite surface convexe sphérique (13b) et une partie de ladite première surface sphérique (12a), ledit faible écart étant contigu à ladite seconde surface sphérique (12b). 5. Compresseur à plateau oscillant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un logement avant (3) et un bloc-cylindres (2) comprenant une partie avant sur laquelle est fixé le logement avant (3) afin de définir avec celui-ci une chambre d'arbre (5) et une partie arrière comportant un alésage de cylindre (1), ledit piston (9) étant reçu dans ledit alésage de cylindre (1), ledit arbre rotatif (4) étant supporté par ledit logement avant (3) et par ledit bloc-cylindres (2), ledit plateau oscillant (7) étant placé dans ladite chambre d'arbre (5) et étant relié audit arbre rotatif (4). 6. Compresseur à plateau oscillant selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit piston (9) comprend un coussinet (9b) pourvu 7 2794186 de deux surfaces opposées, ledit plateau oscillant (7) comportant une partie périphérique qui s'insère entre lesdites surfaces opposées, ladite surface concave (12) étant formée sur chacune desdites surfaces opposées. 7. Compresseur à plateau oscillant selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite première surface sphérique (12a) a un premier rayon de courbure (R1) et ladite seconde surface sphérique (12b) a un second rayon de courbure (R2), lesdits premier et second rayons de courbure étant reliés par la relation IR2-R1i 8. Compresseur à plateau oscillant selon la revendication 7, caractérisé en ce que ladite surface convexe sphérique (13b) présente un rayon de courbure (R0) qui est relié au second rayon de courbure (R2) par la relation: R2 - RO