Brevet FR2794199A1 — publié le 20001201

Accouplement du type à billes et plaaues annu- laires ARRIERE PLAN DE L'INVENTION La présente invention concerne un accouplement, du type à billes et plaques annulaires, disposé entre deux pièces qui décrivent un mouvement de révolution excentrique l'une vis-à-vis de l'autre, par exemple à un plateau à spirale f ixe et un plateau à spirale à mouvement de révolution d'un compresseur à spirales. Un accouplement du type à billes et plaques an nulaires utilisé dans un compresseur à spirales est décrit dans la publication de brevet Japonais 10- 89350. Comme représenté aux figures 4A, 4B, l'accouplement du type à billes et plaques annulaires comprend deux plaques annulaires 1 et 2, se faisant face, qui comportent plusieurs paires de chemins de roulement annulaires 3 et 4 se faisant face, dispo sées à des intervalles angulaires préfixés, et des billes 5 disposées respectivement entre les ch emins de roulement 3 et 4 de chaque paire. Les plaques annulaires 1 et 2 sont montées res pectivement sur un boîtier 8 d'un plateau à spirale 7 fixe et un plateau à spirale 6 à mouvement de révolu tion, de manière à se faire face l'une l'autre. Les plateaux à spirale 6 et 7 comportent respec tivement des parois de cloisonnement en spirale 9 et 10, chacune étant logée dans l'espace délimité par la paroi 10 et 9 du plateau à spirale associé. Une chambre de compression 11 est définie entre les parois de cloisonnement 9, 10. Le plateau à spirale 6 à mouvement de révolution est porté, par l'intermédiaire d'un roulement à bil les, sur un arbre rotatif excentrique 12, sur sa par tie disposée d'une manière excentrée d'une distance e vis-à-vis de son axe de rotation, de sorte que le plateau à spirale 6 est animé d'un mouvement de révo lution autour de l'axe de rotation de l'arbre 12. Chaque chemin de roulement 3, 4 possède un diamètre de cercle primitif de fond de gorge d qui est sensi blement égal à 11excentrement e. Les plaques annulai res 1, 2 sont habituellement réalisées par emboutis- sage. L'accouplement du type à billes et plaques annu laires supporte un effort de poussée accompagnant la compression et empêche également le plateau à spirale 6 à mouvement de révolution de tourner autour de son propre axe. La f igure 5A est une vue à plus grande échelle de la plaque annulaire 1. Le chemin de roulement an nulaire 3 comprend une gorge annulaire 13 comportant un bord extérieur 14, un bord intérieur 141, un épau lement extérieur 15 situé à l'extérieur du rebord ex térieur 14, et une partie centrale en surélévation 16 située à l'intérieur de son bord intérieur 141. Des gorges de chemin de roulement classiques sont réalisées sous forme d'une partie d'un cercle ou d'une partie d'une ellipse disposée de façon telle qu'une extrémité de son petit axe coïncide avec le point le pl us bas de la gorge. Pendant une applica tion d'effort, une empreinte elliptique appelée el lipse de contact est formée dans la surface de la gorge de chemin de roulement 13 par le contact avec la bille 5. La gorge 13 doit être conçue de façon que l'ellipse de contact ne chevauche pas la partie cen trale en surélévation 16. A cet effet, le diamètre de cercle primitif de fond d est habituellement fixé de manière à être égal ou inférieur à la valeur d'excentrement e, de manière que la bille roule sur le côté de diamètre extérieur de la gorge 3, c'est-à- dire le côté proche de l'épaulement 15. Avec cet agencement, étant donné que la bille est espacée de la partie centrale en surélévation 16, la pression de contact est faible et la durée de vie de l'accouplement est donc prolongée. même si le diamètre d est inférieur à l'excentrement e, si les axes de rotation des plaques annulaires 1, 2 devaient s'écarter l'un de l'autre comme représenté à la figure 5B, les billes pour raient chevaucher la partie centrale en surélévation (comme en B à la figure 5A) . Cela augmente la pres sion de contact et peut ainsi abréger la durée de vie de l'accouplement. Un but de la présente invention est de fournir un accouplement du type à billes et plaques annulai res qui possède une durée de vie plus longue. RESUME DE L'INVENTION Conformément à la présente invention, il est prévu un accouplement du type à billes et plaques an nulaires, comprenant deux plaques annulaires qui exe- cutent un mouvement de révolution excentrique l'une vis-à-vis de l'autre, plusieurs paires de chemins de roulement annulaires formés dans les plaques annulai res, des billes logées chacune dans une paire de che mins de roulement se faisant face, chacun des chemins de roulement comportant une gorge délimitée par un bord extérieur et un bord intérieur et possédant un diamètre de cercle primitif de fond de gorge qui est égal ou inférieur à la valeur d'excentrement du mou vement de révolution excentrique, la distance du point le plus bas au bord extérieur étant égale ou supérieure à la distance du point le plus bas au bord intérieur, chacune des gorges ayant une forme en coupe transversale telle que, lorsque les rayons de courbure sont mesurés en deux points quelconques de la gorge espacés angulairement du même angle et dans des sens opposés vis-à-vis de la ligne perpendicu laire à la tangente au point le plus bas de la gorge, le rayon de courbure en un point situé entre le point le plus bas de la gorge et son bord extérieur est su périeur au rayon de courbure en un point situé entre le point le plus bas et son bord intérieur. Suivant l'invention, le bord extérieur de cha cune des gorges est espacé verticalement du plan ho rizontal passant par le point le plus bas de la gorge d'une distance telle qu'une ellipse de contact de la bille ne se déplace pas hors de la gorge. Suivant l'invention, chacune des gorges peut avoir une forme en coupe transversale comprenant un premier arc s'étendant du bord intérieur au point le plus bas de la gorge et un second arc s étendant du point le plus bas au bord extérieur et ayant un rayon de courbure qui est supérieur au rayon de courbure du premier arc. Suivant l'invention, chaque gorge peut avoir une section transversale comprenant une partie d'une el lipse agencée de manière telle que son petit axe re coupe la gorge dans une partie située entre le point le plus bas et le bord extérieur. D'autres particularités et buts de la présente invention ressortiront de la description qui suit, faite en regard des dessins annexés dont DESCRIPTION SUCCINCTE DES DESSINS La f igure 1A est une vue partielle, en coupe et à plus grande échelle, d'un accouplement du type à billes et plaques annulaires mettant en oeuvre l'invention, la f igure 1B est une vue en plan de la plaque annulaire fixe de l'accouplement de la figure 1A, la f igure 2 est une vue en coupe et en plan, partielle et à plus grande échelle, de la plaque an nulaire fixe de l'accouplement de la figure 1A, les figures 3A et 3B sont des vues en coupe schématiques de la plaque annulaire fixe représentant différentes configurations géométriques de gorge, la figure 4A est une vue en coupe d'un compres seur à spirales comportant un accouplement du type à billes et plaques annulaires, la f igure 4B est une vue en plan de la plaque annulaire fixe de l'accouplement de la figure 4A, la f igure SA est une vue en coupe et en plan, partielle et à plus grande échelle, de la plaque an nulaire fixe d'un accouplement du type à billes et plaques annulaires classique et la figure 5B est une vue en coupe, partielle et à plus grande échelle, de l'accouplement de la figure SA. DESCRIPTION DETAILLEE DU MODE PREFERE DE MISE EN OEUVRE si on se reporte aux figures 1 - 3, l'accouplement du type à billes et plaques annulaires conforme à l'invention comprend, comme les accouple ments classiques, deux plaques annulaires 1, sur les quelles sont formés plusieurs chemins de roulement 3, 4 annulaires se faisant face, disposés à des inter valles angulaires réguliers, et des billes 5 logées chacune respectivement entre deux chemins de roule ment 3, 4 se faisant face. Comme un accouplement classique, l'accouplement du type à billes et plaques annulaires de l'invention est utilisé dans un compresseur à spirales tel que représenté à la figure 4A. Ainsi, sa plaque annulaire 1 est montée sur le plateau à spirale à mouvement de révolution et sa plaque annulaire 2 sur un élément solidaire du plateau à spirale fixe, d'une manière telle que la plaque 2 décrit un mouvement de révolu tion avec une valeur d'excentrement e vis-à-vis de la plaque 1. Chaque chemin de roulement 3, 4 possède un diamètre de cercle primitif de fond de gorge d qui est inférieur à la valeur d'excentrement e (par exem ple de 0 - 5%). La f igure 2 est une coupe à plus grande échelle d'un chemin de roulement 3 de la plaque annulaire 1. La gorge 13 présente un bord extérieur 14, qui cons titue un point d'inflexion entre la gorge 13 et un épaulement 15, et un bord intérieur 141 qui constitue un point d'inflexion entre la gorge 13 et une partie centrale en surélévation 16. Les bords extérieur et intérieur 14, 141 sont espacés verticalement de dis tances respectivement a et b vis-à-vis du plan hori zontal passant par le point le plus bas de la gorge. La distance a est fixée de façon à être égale ou su périeure à la distance b. La distance a est suffisam ment grande pour donner l'assurance que l'ellipse de contact A ne se déplace pas vers l'extérieur au-delà du bord extérieur 14 pendant une application d'effort. La gorge 13 a une section transversale telle que représentée aux figures 3A et 3B. Lorsque les rayons de courbure sont mesurés en deux points quelconques espacés angulairement du même angle 0 et dans des sens opposés vis-à-vis de la ligne perpendiculaire à la tangente au point le plus bas de la gorge, le rayon de courbure situé du côté extérieur est supé- rieur à celui situé du côté intérieur. La gorge de la f igure 3A comporte un premier arc, s 'étendant du bord intérieur 141 au point le plus bas de la gorge et ayant un rayon de courbure r, et un second arc s'étendant du point le plus bas au bord extérieur 14 et ayant un rayon de courbure R qui est supérieur à R. La gorge de la f igure 3B a une section transversale comprenant une partie d'une el lipse disposée de manière telle que son petit axe re coupe la gorge en une partie située à l'extérieur du point le plus bas. Il en est de même pour l'autre chemin de roule ment 4. Avec cet agencement, la bille 5 roule à l'extérieur du cercle primitif de fond de gorge avec la valeur d'excentrement e, mais elle ne va jamais se déplacer au-delà du bord extérieur 14 étant donné que la distance a est relativement grande. Même si l'axe de la révolution de la plaque à mouvement de révolution devait s'écarter de l'axe de la plaque annulaire fixe, les billes ne vont jamais rouler sur une partie adjacente à la partie centrale en surélévation, étant donné que chaque gorge est conformée de manière telle que sa partie située entre son point le plus bas et le bord extérieur a un rayon de courbure plus grand que sa partie située entre le point le plus bas et le bord intérieur. REVENDICATIONS 1. Accouplement du type à billes et plaques an nulaires, caractérisé en ce qu'il comprend deux pla ques annulaires (1, 2) qui exécutent un mouvement de révolution excentrique l'une vis-à-vis de l'autre, plusieurs paires de chemins de roulement (3, 4) annu laires formés dans les plaques annulaires (1, 2), des billes (5) logées chacune dans une paire de chemins de roulement (3, 4) se faisant face, chacun des che mins de roulement (3, 4) comportant une gorge (13) délimitée par un bord extérieur (14) et un bord inté rieur (141) et possédant un diamètre de cercle primi tif de fond de gorge (d) qui est égal ou inférieur à la valeur d'excentrement (e) du mouvement de révolu tion excentrique, la distance du point le plus bas au bord extérieur (14) étant égale ou supérieure à la distance du point le plus bas au bord intérieur (141), chacune des gorges (13) ayant une forme en coupe transversale telle que, lorsque les rayons de courbure sont mesurés en deux points quelconques de la gorge (13) espacés angulairement du même angle (0) et dans des sens opposés vis-à-vis de la ligne per pendiculaire à la tangente au point le plus bas de la gorge (13), le rayon de courbure (R) en un point si tué entre le point le plus bas de la gorge (13) et son bord extérieur (14) est supérieur au rayon de courbure (r) en un point situé entre le point le plus bas et son bord intérieur (141). 2. Accouplement suivant la revendication 1, ca ractérisé en ce que le bord extérieur (14) de chacune des gorges (13) est espacé verticalement du plan ho rizontal passant par le point le plus bas de la gorge (13) d'une distance (a) telle qu'une ellipse de contact (A) de la bille (5) ne se déplace pas hors de la gorge (13). 3. Accouplement suivant l'une quelconque des re vendications 1 et 2, caractérisé en ce que chacune des gorges (13) a une forme en coupe transversale comprenant un premier arc s'étendant du bord inté rieur (141) au point le plus bas de la gorge (13) et un second arc s'étendant du point le plus bas au bord extérieur (14) et ayant un rayon de courbure (R) qui est supérieur au rayon de courbure (r) du premier arc. 4. Accouplement suivant l'une quelconque des re vendications 1 et 2, caractérisé en ce que chaque gorge (13) a une section transversale comprenant une partie d'une ellipse agencée de manière telle que son petit axe recoupe la gorge (13) dans une partie si tuée entre le point le plus bas et le bord extérieur (14).