Brevet FR2784718A1 — publié le 20000421

COMPRESSEUR A PLATEAU INCLINE A DEPLACEMENT VARIABLE La présente invention concerne un compresseur à plateau incliné à déplacement variable et de façon plus spécifique, un compresseur à plateau incliné à déplacement variable avec une structure améliorée d'alésages cylindriques d'un bloc cylindrique, convenable pour l'utilisation dans un cycle de réfrigération d'un conditionneur d'air pour véhicules. Les compresseurs à plateau incliné à déplacement variable sont connus dans l'art. Une structure connue d'un compresseur à plateau incliné à déplacement variable est construite comme représenté sur la figure 4 et une telle structure de compresseur est décrite, par exemple, dans JP-A-7-91336. Sur la figure 4, un carter avant 2 est raccordé au côté avant d'un bloc cylindrique 1 et un carter arrière 3 est raccordé au côté arrière du bloc cylindrique 1 par l'intermédiaire d'une plaque à valves 4. Une chambre de manivelle 5 est définie par le bloc cylindrique 1 et le carter avant 2. Un arbre d'entraînement 6, s'étendant dans sa direction axiale X, est disposé dans la chambre de manivelle 5. L'arbre d'entraînement 6 est soutenu de manière rotative par des roulements 7a et 7b. Des alésages cylindriques 8 sont définis dans le bloc cylindrique 1 autour d'un alésage central 41, dans lequel est insérée une extrémité de l'arbre d'entraînement 6. Des pistons 9 sont insérés de manière coulissante dans les alésages cylindriques respectifs 8. Un rotor 10 est fixé sur l'arbre d'entraînement 6 dans la chambre de manivelle 5. Le rotor 10 tourne de manière synchrone avec la rotation de l'arbre d'entraînement 6. Le rotor 10 est soutenu de manière rotative par des roulements 7c par rapport au carter avant 2. Un plateau incliné 11 est disposé autour de l'arbre d'entraînement 6 sur le côté arrière du rotor 10 dans la chambre de manivelle 5. L'arbre d'entraînement 6 est inséré dans un trou traversant 20 défini au centre du plateau incliné 11. Une portion support 20a est formée dans le trou traversant 20. Le plateau incliné 11 est soutenu sur l'arbre d'entraînement 6 par l'intermédiaire de la portion support 20a, de sorte que le plateau incliné 11 peut coulisser le long de la direction axiale X de l'arbre d'entraînement 6 et tourner de façon synchrone avec la rotation de l'arbre d'entraînement 6. Un ressort 12 est intercalé entre le rotor 10 et le plateau incliné 11. Le ressort 12 pousse le plateau incliné 11 dans la direction vers le carter arrière 3. 2 2784718 Une semelle hémisphérique 14 est disposée entre la portion radialement externe du plateau incliné 11 et chaque piston 9. La semelle 14 raccorde le plateau incliné 11 et chaque piston 9 par l'engagement par coulissement de la semelle 14 avec les surfaces latérales du plateau incliné 11 et la surface sphérique interne de chaque piston 9. Ainsi, les pistons respectifs 9, en prise par coulissement avec le plateau incliné 11 par l'intermédiaire de semelles respectives 14, peuvent se déplacer alternativement dans les alésages cylindriques respectifs 8. Un mécanisme d'articulation K est prévu sur le côté avant du plateau incliné 11. Le mécanisme d'articulation K comporte une paire de support 15 placés des deux côtés de la position du point mort haut T du plateau incliné 11. Une première extrémité d'une tige de guidage 16 est fixée à chaque support 15 et une deuxième extrémité de la tige de guidage 16 est formée par une portion sphérique 16a. Une paire de bras supports 17 sont disposés sur le rotor 10, de sorte que chaque bras support 17 vient en prise de manière coulissante avec la tige de guidage correspondante 16. Ces bras supports 17 constituent la partie restante du mécanisme d'articulation K. Un trou de guidage 17a est défini sur la portion d'extrémité de chaque bras support 17. Le trou de guidage 17a s'étend en parallèle avec un plan défini par l'axe X de l'arbre d'entraînement 6 et la position du point mort haut T du plateau incliné 11 et s'étend droit dans une direction se rapprochant radialement vers l'extérieur de l'axe X de l'arbre d'entraînement 6. Les directions axiales des trous de guidage respectifs 17a sont fixées, de façon que la position du point mort haut T du piston 9 ne varie pas sensiblement dans la direction avant/arrière malgré l'inclinaison du plateau incliné 11. Des portions sphériques respectives 16a des tiges de guidage respectives 16 sont insérées de manière rotative et coulissante dans les trous de guidage respectifs 17a. Lorsque le ressort 12 se trouve à son extension maximale, une cavité d'extrémité arrière lb du plateau incliné 11, qui est formée à l'extrémité arrière du trou traversant 20, vient en contact avec une agrafe en C 13, en prise sur l'arbre d'entraînement 6. Avec ce contact, le plateau incliné 11 est limité d'un mouvement supplémentaire dans la direction d'un angle d'inclinaison décroissant. Lorsque le ressort 12 est entièrement comprimé, la surface d'extrémité avant 1 la du plateau 3 2784718 incliné 11, qui est formée à la surface latérale avant inférieure du plateau incliné 11, en tant que surface inclinée, vient en contact avec la surface d'extrémité arrière l0a du rotor 10. Avec ce contact, le plateau incliné 11 est limité d'un mouvement supplémentaire dans la direction d'un angle d'inclinaison croissant. L'intérieur du carter arrière 3 est divisé en une chambre d'aspiration 30 et une chambre d'évacuation 31. Un accès d'aspiration 32 et un accès d'évacuation 33 sont ouverts sur une plaque à valves 4 en correspondance avec chaque alésage cylindrique 8. Une chambre de compression, formée entre la plaque à valves 4 et le piston 9, peut communiquer avec la chambre d'aspiration 30 et la chambre d'évacuation 31 par l'intermédiaire de l'accès d'aspiration 32 et de l'accès d'évacuation 33. Une valve de commande (non-représentée) est prévue sur chaque accès d'aspiration 32 pour commander l'ouverture et la fermeture de l'accès d'aspiration 32. Une valve de commande (non- représentée) est également prévue sur chaque accès d'évacuation 33 pour commander l'ouverture et la fermeture de l'accès d'évacuation 33. L'opération d'ouverture de la valve de commande pour l'accès d'évacuation 33 est limitée par un dispositif de retenue 34. En outre, une valve de commande de pression (non-représentée) est prévue entre la chambre d'aspiration 30 et la chambre de manivelle 5, pour commander la pression dans la chambre de manivelle 5. Dans ce compresseur à plateau incliné à déplacement variable, lorsque le plateau incliné 11 tourne en accompagnant la rotation de l'arbre d'entraînement 6, la force d'entraînement est transmise à chaque piston 9 par l'intermédiaire de chaque semelle 14 et chaque piston 9 se déplace alternativement dans chaque alésage cylindrique 8. Par le mouvement alternatif de chaque piston 9, un gaz, par exemple un gaz réfrigérant, est aspiré de la chambre d'aspiration 30 dans une chambre de compression, à travers l'accès d'aspiration 32. Le gaz est comprimé dans la chambre de compression. Le gaz comprimé est évacué dans la chambre d'évacuation 31, à travers l'accès d'évacuation 33. Pendant cette opération, le volume du gaz comprimé évacué dans la chambre d'évacuation 31 est commandé par la pression de commande dans la chambre de manivelle 5, due à la valve de commande de pression. Lorsque le compresseur décrit ci-dessus est assemblé, pour faciliter l'insertion du piston 9 et des segments de piston fixés à celui-ci 4 2784718 dans l'alésage cylindrique 8 du bloc cylindrique 1, le bord avant lb de l'alésage cylindrique 8 peut généralement être chanfreiné au niveau d'une portion chanfreinée effilée en ligne droite. Toutefois, dans cette portion chanfreinée effilée en ligne droite, l'extrémité de la portion chanfreinée effilée et une portion de raccordement d'une garniture de cylindre peuvent être formées en portion de coin relativement abrupte. Si une telle portion de coin existe, la résistance au coulissement du piston 9 à l'encontre d'une force de pression radiale, générée en particulier lorsque le piston 9 se déplace de la position du point mort bas vers la position du point mort haut, peut augmenter. Cette augmentation de la résistance au coulissement du piston 9 peut avoir pour conséquence la génération d'éraflures sur la surface du revêtement du piston 9. En outre, une charge excessive provoquée par la résistance au coulissement du piston 9 peut défavorablement influencer la commande de l'inclinaison du plateau incliné 11, diminuant ainsi la durabilité du plateau incliné 11. En conséquence, il serait souhaitable de fournir une structure améliorée pour un compresseur à plateau incliné à déplacement variable, pouvant diminuer la résistance au coulissement d'un piston, générée en accompagnant le mouvement alternatif du piston et pouvant empêcher le revêtement du piston d'être éraflé, commandant ainsi régulièrement l'angle d'inclinaison d'un plateau incliné par une charge réduite. Un compresseur à plateau incliné à déplacement variable selon la présente invention est ici fourni. Le compresseur à plateau incliné à déplacement variable comporte une chambre de manivelle définie par un bloc cylindrique et un carter avant raccordé au bloc cylindrique. Le bloc cylindrique comporte un alésage central, dans lequel est inséré un arbre d'entraînement et une pluralité d'alésages cylindriques définis autour de l'alésage central et s'ouvrant vers la chambre de manivelle. Le compresseur comprend, en outre, un bord formé sur chaque alésage cylindrique et s'étendant circonférentiellement autour de l'alésage cylindrique au niveau d'une extrémité axiale du côté de la chambre de manivelle de l'alésage cylindrique. Le bord est formé par une surface arrondie. Le bord peut être formé, en particulier, par une surface convexe dans sa section transversale. 2784718 Le bord arrondi peut être formé sur une portion circonférentielle de l'alésage cylindrique, à l'exception, de préférence, de la portion de raccordement du bloc cylindrique avec le carter avant. En outre, le bord arrondi a, de préférence, un rayon de courbure prédéterminé. Les relations désirées entre le rayon de courbure, la largeur radiale et la longueur axiale du bord arrondi seront décrites ultérieurement. Dans le compresseur à plateau incliné à déplacement variable, puisque le bord de chaque alésage cylindrique, au niveau de l'extrémité axiale du côté de la chambre de manivelle de l'alésage cylindrique, est formé par une surface arrondie, c'est-à-dire, un coin arrondi, la résistance au coulissement du piston à l'encontre d'une force de pression radiale, qui est générée lorsque le piston se déplace de la position du point mort bas vers la position du point mort haut, peut diminuer. En diminuant la résistance au coulissement, l'éraflure du revêtement du piston peut être évitée. De plus, la résistance au coulissement diminuée peut atténuer la charge du compresseur. La charge réduite peut fournir une commande régulière de l'angle d'inclinaison du plateau incliné. En conséquence, la valeur de chauffage et la puissance consommée du compresseur peuvent diminuer et la durabilité du compresseur peut augmenter. En outre, la facilité de montage des pistons dans les alésages cylindriques peut également être assurée par la structure améliorée des bords de surface arrondis. D'autres buts, caractéristiques et avantages de la présente invention se comprendront d'après la description détaillée qui suit d'un mode de réalisation préféré de la présente invention, en référence aux dessins annexés. Un mode de réalisation de l'invention est maintenant décrit en référence aux dessins annexés, fourni à titre d'exemple seulement, et il n'est pas destiné à limiter la présente invention. La figure 1 est une vue en coupe transversale verticale d'un compresseur à plateau incliné à déplacement variable selon un mode de réalisation de la présente invention. La figure 2A est une vue en élévation partielle d'un bloc cylindrique et d'un carter avant du compresseur représentés sur la figure 1, vus le long de la ligne C-C de la figure 1, les pistons étant retirés. 6 2784718 La figure 2B est une vue en coupe transversale partielle du bloc cylindrique et du carter avant du compresseur représentés sur la figure 2A, vu le long de la ligne A-A de la figure 2A. La figure 2C est une vue en coupe transversale partielle du bloc cylindrique et du carter avant du compresseur représentés sur la figure 2A, vus le long de la ligne B-B de la figure 2A. La figure 3 est une vue de comparaison montrant des vues planes schématiques d'un alésage cylindrique selon la présente invention (figure 3-3) et d'alésages cylindriques connus (figure 3-1 et 3-2). La figure 4 est une vue en coupe transversale verticale d'un compresseur à plateau incliné à déplacement variable connu. En se référant aux figures 1 et 2, un compresseur à plateau incliné à déplacement variable selon un mode de réalisation de la présente invention est fourni. Sur la figure 1, la structure de l'alésage cylindrique 8b, comportant un bord latéral de chambre de manivelle la défini dans un bloc cylindrique 1, est différente de celle de l'alésage cylindrique 8 comportant le bord du côté de la chambre de manivelle lb représenté sur la figure 4. Les structures des autres portions sont fondamentalement les mêmes que celle du compresseur connu représenté sur la figure 4. En conséquence, l'explication des autres portions est omise, en fournissant les mêmes références aux autres portions de la figure 1 que celles qui sont représentées sur la figure 4. Dans ce compresseur, une pluralité d'alésages cylindriques 8b sont définis dans le bloc cylindrique 1 autour de l'alésage central 41. Une portion d'extrémité de l'arbre d'entraînement 6 est insérée dans l'alésage central 41. La chambre de manivelle 5 est définie par le bloc cylindrique 1 et le carter avant 2. Le bord la de chaque alésage cylindrique 8b s'étend circonférentiellement autour de l'alésage cylindrique 8b au niveau d'une extrémité axiale du côté de la chambre de manivelle de l'alésage cylindrique 8b. Le bord la de chaque alésage cylindrique 8b est adjacent à la chambre de manivelle 5. Chaque bord la est formé par une surface arrondie formant un coin arrondi. Les figures 2A à 2C représentent la configuration de l'alésage cylindrique 8b et du bord arrondi la. Comme représenté sur les figures 2B et 2C, le bord la est formé par une surface arrondie sur une portion circonférentielle du bord la, à l'exception d'une portion de raccordement lc du bloc cylindrique 1 avec le carter avant 2. En 7 2784718 d'autres termes, le bord la formé par une surface arrondie s'étend dans une direction circonférentielle presque sur toute sa longueur, à l'exception de la portion de raccordement lc. La figure 3 représente la configuration de l'alésage cylindrique 8b par comparaison aux configurations des alésages cylindriques connus 8 et 8a. Dans l'alésage cylindrique connu 8 représenté sur la figure 3-1, le bord du côté de la chambre de manivelle lb de l'alésage cylindrique 8 est formé par une portion chanfreinée effilée en ligne droite. La portion chanfreinée effilée en ligne droite a une largeur radiale "a", pour faciliter l'insertion d'un piston 9 dans l'alésage cylindrique 8 pendant le montage du compresseur. Toutefois, dans cette structure, l'extrémité de la portion chanfreinée effilée et une portion de raccordement d'une garniture de cylindre (sensiblement la même portion) est formée par une portion de coin relativement abrupte. Si cette portion de coin existe, la résistance au coulissement du piston 9 à l'encontre d'une force de pression radiale, générée en particulier lorsque le piston 9 se déplace de la position du point mort bas vers la position du point mort haut, peut augmenter. Dans l'alésage cylindrique connu 8a représenté sur la figure 3-2, le bord du côté de la chambre de manivelle ld de l'alésage cylindrique 8a est formé par une portion chanfreinée effilée en ligne droite, de sorte que la longueur axiale de la portion chanfreinée effilée est allongée de Ax par rapport au bord lb. Toutefois, dans cette structure, la longueur axiale de l'alésage cylindrique 8a pour supporter le piston 9 diminue de Ax. En conséquence, bien que les problèmes provenant de la portion en coin relativement abrupte décrits ci-dessus puissent être atténués, par la diminution de la longueur de support de l'alésage cylindrique 8a pour le piston de support 9, l'inclinaison du piston 9 à l'intérieur de l'alésage cylindrique 8a peut augmenter. Cette condition peut influer défavorablement sur la commande de la compression. Dans la structure améliorée selon la présente invention, représentée sur la figure 3-3, le bord du côté de la chambre de manivelle la de l'alésage cylindrique 8b est formé par une surface arrondie convexe vers l'intérieur de l'alésage cylindrique 8b, ayant un rayon de courbure prédéterminé désiré "r". Ce bord arrondi la est formé à l'intérieur de la largeur radiale "a" pour faciliter l'insertion du piston 9 dans l'alésage cylindrique 8b dans le montage du compresseur. Le 8 2784718 rayon de courbure prédéterminé "r" et la largeur radiale "a" du bord arrondi la satisfont, de préférence, à. l'équation r > a. En outre, la largeur radiale "a" du bord arrondi la et la longueur axiale "c" du bord arrondi la satisfont, de préférence, à l'équation c > a. De préférence, le rayon de courbure "r" est déterminé de façon que c > a soit obtenu. Ainsi, dans cette structure améliorée, aucune portion de coin abrupt n'est formée. Puisqu'il n'est formé aucune portion de coin abrupt sur le bord du côté de la chambre de manivelle la de l'alésage cylindrique 8b, la résistance au coulissement du piston 9 à l'encontre d'une force de pression radiale, qui est générée lorsque le piston 9 se déplace de la position du point mort bas vers la position du point mort haut, peut diminuer. De plus, la résistance au coulissement réduite peut empêcher le revêtement du piston d'être éraflé. De plus, la résistance au coulissement réduite peut diminuer la charge sur le compresseur. La charge réduite peut permettre une commande régulière de l'angle d'inclinaison du plateau inclinée 11. En conséquence, la valeur de chauffage et la puissance consommée du compresseur peuvent diminuer et la durabilité du compresseur peut augmenter. En outre, puisque le bord arrondi la est formé à l'intérieur de la largeur radiale désirée "a" sans accompagnement de la diminution de la longueur de support pour le piston 9, une inclinaison excessive du piston 9 dans l'alésage cylindrique 8b peut être évitée et une commande désirée de compression peut être obtenue. Naturellement, la facilité de montage du piston 9 dans les alésages cylindriques 8b peut également être assurée en prévoyant des bords arrondis la pour les alésages cylindriques respectifs 8b. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés, à partir desquels on pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation, sans pour autant sortir de la portée de l'invention. 9 2784718 REVENDICATIONS 1. Compresseur à plateau incliné à déplacement variable comportant une chambre de manivelle (5) définie par un bloc cylindrique (1) et un carter avant (2) raccordé audit bloc cylindrique (1), ledit bloc cylindrique (1) comportant un alésage central (41), dans lequel est inséré un arbre d'entraînement (6) et une pluralité d'alésages cylindriques (8b) définis autour dudit alésage central (41) et s'ouvrant vers la chambre de manivelle (5), ledit compresseur comprenant: un bord arrondi (la) de chacun desdits alésages cylindriques (8b), s'étendant circonférentiellement autour de chacun desdits alésages cylindriques (8b) au niveau d'une extrémité axiale du côté de la chambre de manivelle (5) desdits alésages cylindriques (8b). 2. Compresseur à plateau incliné à déplacement variable selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit bord arrondi (la) est formé par une surface convexe en section transversale. 3. Compresseur à plateau incliné à déplacement variable selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ledit bord arrondi (la) est formé sur une portion circonférentielle dudit alésage cylindrique. 4. Compresseur à plateau incliné à déplacement variable selon la revendication 3, caractérisé en ce que ledit bord arrondi (la) est formé sur ladite portion circonférentielle, à l'exception d'une portion de raccordement (lc) dudit bloc cylindrique (1) avec ledit carter avant (2). 5. Compresseur à plateau incliné à déplacement variable selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit bord arrondi (la) a un rayon de courbure prédéterminé. 6. Compresseur à plateau incliné à déplacement variable selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit rayon de courbure prédéterminé dudit bord arrondi "r" et la largeur radiale dudit bord arrondi "a" satisfont à l'équation r > a. 7. Compresseur à plateau incliné à déplacement variable selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite largeur radiale dudit bord arrondi "a" et la longueur axiale dudit bord arrondi "c" satisfont à l'équation c _ a.