Brevet FR2787524A1 — publié le 20000623

COMPRESSEUR DU TYPE A VOLUTE La présente invention concerne un compresseur du type à volute et plus particulièrement, un compresseur du type à volute dans lequel de l'huile peut être introduite par un orifice d'aspiration à l'intérieur du carter lorsque le compresseur est assemblé. Un compresseur du type à volute est un dispositif de déplacement de fluide dans lequel une paire d'éléments en spirale coopèrent entre eux selon un certain décalage angulaire et radial. Le mouvement orbital entre les deux éléments en spirale crée des poches de fluide qui sont déplacées vers l'intérieur et qui changent de volume de manière à comprimer le fluide aspiré depuis une chambre d'aspiration vers les poches de fluide. Le fluide comprimé est évacué des poches de fluide dans une chambre d'évacuation. Comme représenté, par exemple, sur la figure 3, un compresseur connu du type à volute comporte un carter 10 formé d'un carter arrière 101 et d'un carter avant 100. Le carter avant 100 comporte une portion cylindrique de grand diamètre 103 fixée à une extrémité ouverte du carter arrière 101 et une portion cylindrique de petit diamètre 105. Le carter arrière 101 et le carter avant 100 sont alignés coaxialement. Un arbre d'entraînement 11 est disposé le long de l'axe central X du carter 10. L'arbre d'entraînement 11 s'étend vers l'intérieur du carter à travers la portion cylindrique de petit diamètre 105 du carter avant 100. L'arbre d'entraînement 11 comporte une portion de petit diamètre 1 la entourée par la portion cylindrique de petit diamètre 105 et une portion de grand diamètre 1 lb entourée par la portion cylindrique de grand diamètre 103. Une goupille d'entraînement 12 est fixée à l'extrémité de la portion de grand diamètre 1 lb. La goupille d'entraînement 12 s'étend parallèlement à l'axe X et dans une position excentrée par rapport à l'axe X. La portion de grand diamètre 1 lb est supportée de manière rotative dans la portion cylindrique 103 par l'intermédiaire d'un roulement à aiguilles 13. La portion de petit diamètre 1 la est supportée de manière rotative dans la portion cylindrique 105 par l'intermédiaire d'un roulement à aiguilles 14. Un embrayage électromagnétique 15 est supporté sur la surface externe de la portion cylindrique de petit diamètre 105 et tourne par l'intermédiaire d'un roulement 15d. L'embrayage électromagnétique 15 comporte une poulie 15a qui est raccordée à une source d'entraînement 2 2787524 externe (non représentée) par une courroie du type en V (non représentée) et une plaque de transmission de rotation 15c qui est fixée à l'extrémité de la portion de petit diamètre 1 la. L'arbre d'entraînement 11 est entraîné par la source d'entraînement externe par l'intermédiaire du mécanisme d'embrayage. Un premier organe à volute 16, appelé organe à volute fixe, et un deuxième organe à volute 20, appelé organe à volute orbital, sont disposés à l'intérieur du carter arrière 101. Le premier organe à volute 16 comporte une première plaque d'extrémité en forme de disque 16a qui est disposée coaxialement par rapport à l'axe X et ajustée dans le carter arrière 101 et un premier élément en spirale 16b qui s'étend axialement à l'intérieur du carter arrière 101 sur une surface de la première plaque d'extrémité 16a. Une portion de jambe 16c est formée sur la surface opposée de la première plaque d'extrémité 16a. La surface supérieure de la portion de jambe 16c est en contact avec la surface interne d'une portion de fond 101a. Le premier organe à volute 16 est fixé au carter arrière 101 par un boulon 17 inséré dans la portion de jambe 16c à travers la portion de fond 10 la. L'intérieur du carter arrière 101 est partagé en une chambre d'aspiration 18 et une chambre d'évacuation 19, par la première plaque d'extrémité 16a du premier organe à volute 16. Un deuxième organe à volute 20 est disposé de manière adjacente au premier organe à volute 16 dans le carter arrière 101. Le deuxième organe à volute 20 comporte une deuxième plaque d'extrémité en forme de disque 20a disposée coaxialement à un axe Y qui est radialement décalé par rapport à l'axe X d'une quantité rs et un deuxième élément en spirale 20b qui s'étend axialement à l'intérieur du carter arrière 101 sur une surface de la deuxième plaque d'extrémité 20a. Le deuxième organe à volute 20 comporte un bossage en forme d'anneau 20c formé sur la surface opposée de la deuxième plaque d'extrémité 20a. Le deuxième élément en spirale 20b du deuxième organe à volute 20 vient en prise avec le premier élément en spirale 16b du premier organe à volute 16 avec un décalage angulaire de 180 . Un orifice d'aspiration 18a qui communique avec la chambre d'aspiration 18 et un orifice d'évacuation 19a qui communique avec la chambre d'évacuation 19 sont disposés à l'intérieur du carter arrière 101. En se référant à la figure 3, l'orifice d'aspiration 18a s'ouvre en 3 2787524 avant du deuxième élément en spirale 20b du deuxième organe à volute 20. Bien que le deuxième organe à volute 20 se déplace selon un mouvement orbital, il peut arriver que, comme indiqué sur la figure 3, le deuxième élément en spirale 20b se trouve dans une position proche de l'orifice d'aspiration 18a, de sorte que celui-ci est presque fermé par la surface externe du deuxième élément en spirale 20b. Cet alignement peut être utilisé dans un compresseur pour un conditionneur d'air pour véhicules, de sorte que la taille du compresseur est réduite. Typiquement, de l'huile est introduite initialement dans la chambre d'aspiration 18 à travers l'orifice d'aspiration 18a et enfermée dans le carter 100 lorsque le compresseur est assemblé. Une douille excentrée 21 est montée rotative dans le bossage 20c par l'intermédiaire d'un roulement à aiguilles 22. La douille excentrée 21 comporte un corps cylindrique ayant une épaisseur relativement grande et disposé coaxialement avec la deuxième plaque d'extrémité a. Un trou traversant excentré 21a s'étend parallèlement à l'axe X et est défini dans la douille excentrée 21. Un contrepoids 23 est fixé à la douille excentrée 21. Le contrepoids 23 s'étend dans la direction radiale de la douille excentrée 21. La goupille d'entraînement 12 est fixée à l'extrémité de la portion de grand diamètre 1 lb de l'arbre d'entraînement 11 et est insérée de manière coulissante dans le trou traversant 21a de la douille excentrée 21. Une goupille 21 b est fixée à la douille excentrée 21 et raccorde celle-ci et le contrepoids 23. Une bague de roulement 24 formée par une plaque annulaire est fixée à la surface d'extrémité de la portion cylindrique de grand diamètre 103 du carter avant 100. Une bague de roulement 25 formée par une plaque annulaire est positionnée en face de la bague de roulement 24. La bague de roulement 25 est fixée à la surface latérale de la deuxième plaque d'extrémité 20a du deuxième organe à volute 20. Une pluralité de billes 26 sont intercalées entre les bagues de roulement 24 et 25. Celles-ci et les billes 26 constituent un mécanisme de couplage à billes pour empêcher la rotation du deuxième organe à volute 20, tout en autorisant la révolution du deuxième organe à volute 20. Dans un tel compresseur du type à volute, les billes 26 roulent le long d'un chemin circulaire, tel que défini entre les bagues de roulement 24 et 25, ayant environ le même rayon que le rayon de révolution rs du 4 2787524 deuxième organe à volute 20. Les billes 26 peuvent rouler tout en s'appuyant contre les bagues de roulement 24 et 25. En conséquence, le deuxième organe à volute 20 tourne tout en maintenant une relation angulaire prédéterminée par rapport au carter avant 100 et par rapport au premier organe à volute 16. Lorsque le compresseur du type à volute est initialement assemblé, de l'huile est introduite dans la chambre d'aspiration 18 à travers l'orifice d'aspiration 18a. Si toutefois de l'huile est introduite dans la chambre d'aspiration 18 lorsque le deuxième élément en spirale 20b du deuxième organe à volute 20 est situé dans une position proche de l'orifice d'aspiration 18a, telle que celui-ci est presque fermé par la surface externe du deuxième élément en spirale 20b, alors de l'huile peut déborder de l'orifice d'aspiration 18a vers l'extérieur du compresseur. Ce débordement peut se produire, car l'huile n'arrive pas à pénétrer complètement dans la chambre d'aspiration 18 à travers l'orifice d'aspiration 18a. En particulier, lorsque de l'huile est introduite avec un grand débit, elle peut déborder de l'orifice d'aspiration 18a vers l'extérieur du compresseur. Pour éviter ces débordements, on ne doit introduire l'huile dans la chambre d'aspiration 18 qu'après avoir déplacé le deuxième élément en spirale 20b du deuxième organe à volute 20 pour l'éloigner de l'orifice d'aspiration 18a en tournant à la main l'arbre d'entraînement 11. Cette procédure fait perdre du temps et diminue la productivité des opérations d'assemblage du compresseur. Il serait donc souhaitable de réaliser une structure améliorée pour un compresseur du type à volute permettant l'introduction d'huile avec un grand débit, quelle que soit la position de l'organe à volute lorsque le compresseur est assemblé, afin d'augmenter la productivité des opérations d'assemblage du compresseur. L'invention propose un compresseur du type à volute selon la présente invention. Le compresseur du type à volute comporte un carter ayant une chambre d'aspiration et une chambre d'évacuation et un orifice d'aspiration disposé sur une paroi du carter s'ouvrant dans la chambre d'aspiration. Le compresseur comporte également un premier organe à volute disposé à l'intérieur du carter et ayant une première plaque d'extrémité à partir de laquelle s'étend axialement un premier élément en spirale à l'intérieur du carter et un deuxième organe à volute disposé pour effectuer un mouvement orbital non rotatif par rapport au T l i 2787524 premier organe à volute à l'intérieur du carter et comportant une deuxième plaque d'extrémité à partir de laquelle un deuxième élément en spirale s'étend axialement à l'intérieur du carter. Les premier et deuxième éléments en spirale s'ajustent mutuellement avec un décalage angulaire et radial tel qu'il se forme une pluralité de contacts en ligne définissant au moins une paire de poches de fluide étanches. Le compresseur comporte également un mécanisme d'entraînement raccordé fonctionnellement à au moins un organe parmi le premier et le deuxième organes à volute, pour provoquer un mouvement orbital relatif entre les premier et deuxième organes à volute et des contacts en ligne tels que les poches de fluide se déplacent vers l'intérieur et changent de volume. Le fluide est donc aspiré depuis la chambre d'aspiration vers les poches de fluide et le fluide comprimé est évacué des poches de fluide vers la chambre d'évacuation. Le compresseur du type à volute comprend une gorge formée sur au moins une surface parmi la surface interne du carter et la surface périphérique externe du premier ou du deuxième élément en spirale. La gorge s'étend dans une direction circonférentielle du carter dans une position adjacente à l'orifice d'aspiration, de manière à former un chemin d'huile pour introduire l'huile à l'intérieur du carter. Dans le compresseur du type à volute, la gorge peut s'étendre sur la totalité de la circonférence du carter. De plus, une portion renflée peut être formée sur la surface externe du carter dans une position qui correspond à la gorge. Dans le compresseur du type à volute selon la présente invention, la gorge est formée lorsque le carter ou l'élément en spirale ou les deux, sont traités. La gorge qui s'étend dans une direction circonférentielle du carter dans une position adjacente à l'orifice d'aspiration, forme un chemin d'huile qui fait communiquer l'orifice d'aspiration et l'intérieur de la chambre d'aspiration, quelle que soit la position de l'élément en spirale, lorsque le compresseur est assemblé. En conséquence, de l'huile peut être introduite dans la chambre d'aspiration à travers l'orifice d'aspiration, quelle que soit la position de l'élément en spirale et sans provoquer le débordement d'huile par l'orifice d'aspiration vers l'extérieur du carter. Même si l'élément en spirale est situé dans une position proche de la chambre d'aspiration, le chemin d'introduction d'huile permet d'introduire l'huile dans la chambre d'aspiration. -T,Ai 6 2787524 En outre, étant donné que la surface périphérique interne du carter est traitée par tournage ou par usinage, on peut réaliser la gorge circonférentielle sur la surface interne du carter d'une manière simple. De plus, si une portion renflée est formée sur la surface externe du carter dans une position qui correspond à la gorge et de préférence, en utilisant le même matériau que celui du carter, la rigidité locale du carter peut être renforcée. D'autres buts, caractéristiques et avantages de la présente invention seront compris à la lecture de la description détaillée suivante de modes de réalisation préférés de la présente invention, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe transversale verticale d'un compresseur du type à volute selon un mode de réalisation de la présente invention; la figure 2 est une vue en coupe partielle d'un compresseur du type à volute selon un autre mode de réalisation de la présente invention; et la figure 3 est une vue en coupe transversale verticale d'un compresseur connu du type à volute. En se référant à la figure 1, le compresseur du type à volute 1 selon un mode de réalisation de la présente invention comprend une structure sensiblement similaire à celle du compresseur connu du type à volute représenté sur la figure 3, à l'exception d'un chemin d'huile 2 et d'autres caractéristiques décrites ci-dessous. C'est pourquoi on ne décrira pas à nouveau les éléments du compresseur qui sont similaires à ceux du compresseur de la figure 3. Ces éléments seront désignés par les mêmes références numériques que celles de la figure 3. Dans ce mode de réalisation, un deuxième élément en spirale 20b d'un deuxième organe à volute 20 est disposé de façon que sa surface périphérique externe soit tournée vers un orifice d'aspiration 18a disposé sur le carter arrière 101. La figure 1 représente le deuxième élément en spirale 20b dans la position de son mouvement orbital o il est le plus proche de l'orifice d'aspiration 18a et o il obture pratiquement ce dernier, seul un petit espace subsistant entre la surface interne du carter arrière 101 et la surface périphérique externe du deuxième élément en spirale 20b. Dans ce mode de réalisation, une première gorge 10lg est formée sur la surface interne du carter arrière 101. La première gorge 101g 7 2787524 s'étend dans la direction circonférentielle sur tout le tour de la surface interne du carter arrière 101. Une deuxième gorge 20g est formée sur la surface périphérique externe du deuxième élément en spirale 20b du deuxième organe à volute 20. Cette deuxième gorge s'étend dans la direction circonférentielle de la surface externe du deuxième élément en spirale 20b. Les première et deuxième gorges 101g et 20g constituent un chemin d'huile 2 s'étendant dans une direction circonférentielle à l'intérieur du carter 10. De l'huile peut être introduite dans la chambre d'aspiration 18, à travers l'orifice d'aspiration 18a après l'assemblage du compresseur 1, et cette huile gagne la chambre d'aspiration 18a en s'écoulant le long du chemin d'huile 2. Lorsque le deuxième organe à volute 20 est positionné de façon à ce que la surface périphérique externe du deuxième élément en spirale 20b soit proche de l'orifice d'aspiration 18a, de l'huile peut être introduite dans la chambre d'aspiration 18 à travers le chemin d'huile 2, car celui-ci est défini de façon à communiquer avec l'ouverture de l'orifice d'aspiration 18a. En conséquence, de l'huile peut être introduite quelle que soit la position du deuxième organe à volute 20. Il n'est donc pas nécessaire de régler la position du deuxième organe à volute 20 lorsqu'on veut introduire de l'huile, ce qui simplifie les opérations d'assemblage. De plus, puisque l'huile peut être introduite régulièrement dans la chambre d'aspiration 18 à travers l'orifice d'aspiration 18a et le long du chemin d'huile 2, on évite le débordement de l'huile vers l'extérieur du carter 10 même avec un débit accru d'huile. Le débit accru pour l'introduction d'huile augmente la productivité de fabrication du compresseur 1. Bien que l'on ait formé à la fois la gorge 101lg sur la surface interne du carter arrière 101 et la gorge 20g sur la surface périphérique externe du deuxième élément en spirale 20b, on peut aussi bien ne former qu'une seule de ces gorges, soit sur la surface interne du carter arrière 101, soit sur la surface périphérique externe du deuxième élément spiralé 20b. En outre, le premier élément en spirale 16b peut lui aussi comporter une gorge sensiblement similaire à la gorge 20g. La figure 2 représente une gorge faisant partie d'un compresseur du type à volute selon un autre mode de réalisation de la présente invention. Une portion renflée 101m est formée sur la surface externe du carter arrière 101 dans une position qui correspond à la gorge 101g. La portion renflée 101m peut être formée dans le même matériau que 8 2787524 celui du carter arrière 101. Dans cette structure, une portion mince du carter arrière 101 formée en définissant la gorge 10ola est renforcée en épaisseur par la portion renflée 10lm. Il en résulte que, même dans le cas o la gorge 101g serait formée sur la surface interne du carter arrière 101, la portion du carter o se trouve la gorge est suffisamment renforcée et la solidité locale de cette portion est accrue. 9 2787524 REVENDICATIONS 1. Compresseur du type à volute (1) comportant un carter (10) qui contient une chambre d'aspiration (18) et une chambre d'évacuation (19), un orifice d'aspiration (18a) disposé sur une paroi dudit carter (10) et s'ouvrant dans ladite chambre d'aspiration (18), un premier organe à volute (16) disposé à l'intérieur dudit carter (10) et ayant une première plaque d'extrémité (16a) pourvue d'un premier élément en spirale (16b) qui s'étend axialement à l'intérieur dudit carter (10), un deuxième organe à volute (20) disposé pour effectuer un mouvement orbital non rotatif par rapport audit premier organe à volute (16) à l'intérieur dudit carter (10) et comportant une deuxième plaque d'extrémité (20a) à partir de laquelle un deuxième élément en spirale (20b) s'étend axialement à l'intérieur dudit carter (10), lesdits premier et deuxième éléments en spirale (16b, 20b) s'ajustant mutuellement selon un décalage angulaire et radial tel qu'ils forment une pluralité de contacts en ligne définissant au moins une paire de poches de fluide étanches, et un mécanisme d'entraînement raccordé fonctionnellement à au moins un parmi lesdits premier et deuxième organes à volute (16, 20), pour provoquer un mouvement orbital relatif entre lesdits premier et deuxième organes à volute et lesdits contacts en ligne, de sorte que lesdites poches de fluide se déplacent vers l'intérieur et changent de volume, qu'un fluide est aspiré depuis ladite chambre d'aspiration (18) vers lesdites poches de fluide et qu'un fluide comprimé est évacué desdites poches de fluide vers ladite chambre d'évacuation (19), ledit compresseur du type à volute (1) étant caractérisé en ce qu'il comprend une gorge (10lg, 20g) formée sur au moins une surface parmi la surface interne dudit carter (10) et la surface périphérique externe dudit deuxième élément en spirale (20b), ladite gorge s'étendant dans une direction circonférentielle dudit carter (10) dans une position o la gorge passe par ledit orifice d'aspiration (18a), de manière à former un chemin d'huile (2) pour introduire l'huile à l'intérieur dudit carter (10). 2. Compresseur de type à volute (1) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite gorge (101g) s'étend sur la circonférence dudit carter (10). 3. Compresseur de type à volute (1) selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'une portion renflée (lOlm) est formée sur la -T - 111 2787524 surface externe dudit carter (10) dans une position qui correspond à ladite gorge. 4. Compresseur de type à volute (1) comportant un carter (10) qui contient une chambre d'aspiration (18) et une chambre d'évacuation (19), un orifice d'aspiration (18a) disposé sur une paroi dudit carter (10) et s'ouvrant dans ladite chambre d'aspiration (18), un premier organe à volute (16) disposé à l'intérieur dudit carter (10) et ayant une première plaque d'extrémité (16a) d'o s'étend un premier élément en spirale (16b) à l'intérieur dudit carter (10), un deuxième organe à volute (20) disposé pour effectuer un mouvement orbital non rotatif par rapport audit premier organe à volute (16) à l'intérieur dudit carter (10) et comportant une deuxième plaque d'extrémité (20a) à partir de laquelle un deuxième élément en spirale (20b) s'étend axialement à l'intérieur dudit carter (10), lesdits premier et deuxième éléments en spirale (16b, 20b) s'ajustant mutuellement selon un décalage angulaire et radial tel qu'ils forment une pluralité de contacts en ligne définissant au moins une paire de poches de fluide étanches, et un mécanisme d'entrainement raccordé fonctionnellement à au moins un parmi lesdits premier et deuxième organes à volute (16, 20), pour provoquer un mouvement orbital relatif entre lesdits premier et deuxième organes à volute (16, 20) et lesdits contacts en ligne, de sorte que lesdites poches de fluide se déplacent vers l'intérieur et changent de volume, qu'un fluide est aspiré depuis ladite chambre d'aspiration (18) vers lesdites poches de fluide et qu'un fluide comprimé est évacué desdites poches de fluide vers ladite chambre d'évacuation (19), ledit compresseur du type à volute (1) étant caractérisé en ce qu'il comprend une gorge (0llg, 20g) formée sur au moins une surface parmi la surface interne dudit carter (10) et la surface périphérique externe dudit premier élément en spirale (16b), ladite gorge s'étendant dans une direction circonférentielle dudit carter (10) dans une position comportant ledit orifice d'aspiration (18a), de manière à former un chemin d'huile (2) pour introduire l'huile à l'intérieur dudit carter (10). 5. Compresseur de type à volute (1) selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite gorge (101g) s'étend sur la circonférence dudit carter (10). 6. Compresseur de type à volute (1) selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce qu'une portion renflée (0llm) est formée sur la 11 2787524 surface externe dudit carter (10) dans la position qui correspond à ladite gorge (10lg).