Brevet FR2790525A1 — publié le 20000908

MECANISME DE TRANSMISSION DE COUPLE DANS UN COMPRESSEUR AVEC LIMITATION DU COUPLE TRANSMIS. La présente invention concerne un mécanisme de transmission de couple et plus particulièrement un mécanisme de transmission de couple pouvant servir de limiteur de couple dans un compresseur utilisé dans un appareil de climatisation destiné à des véhicules et à d'autres équipements industriels. On connaît divers mécanismes de limitation de couple. Par exemple, la publication de modèle d'utilité japonais 6-39105 décrit un mécanisme de transmission de couple pour un compresseur, tel que représenté sur les figures 4A à 4C ci-jointes. Sur ces figures, une poulie est montée rotative à la partie avant 23 d'un carter 22 d'un compresseur 21 par un roulement à billes 24. Une plaque de transmission de rotation 27 est fixée sur l'arbre 26 du compresseur 21 et des éléments cassables 28, qui sont susceptibles de se rompre sous l'action d'une charge excessive, sont fixés sur ladite plaque en quatre positions réparties à sa périphérie. Les éléments cassables 28 sont par exemple réalisés en une résine synthétique. Les extrémités des éléments cassables 28 sont insérées dans des trous respectifs 25A formés sur la poulie 25 en quatre positions de sa périphérie. Dans un mécanisme de transmission de ce type, en fonctionnement normal, un couple de rotation est exercé depuis une source d'entraînement externe (non représentée) sur la poulie 25, laquelle entraîne le compresseur 21 par l'intermédiaire des quatre éléments cassables 28, ainsi que la plaque de transmission de rotation 27 et que l'arbre 26. Lorsqu'un phénomène anormal se produit dans le compresseur 21 et qu'un couple de rotation excessif dépassant un couple prédéterminé est appliqué à la plaque de transmission de rotation 27, les éléments cassables 28 se rompent. Etant donné que l'énergie n'est plus transmise depuis la poulie 25 à la plaque 27, le mécanisme de transmission est protégé. Le modèle d'utilité japonais mis à l'inspection publique 63-142460 décrit un autre mécanisme de transmission de couple destiné à un compresseur, tel que représenté par les figures 5A et 5B. Sur ces figures, une poulie 35 est montée rotative à la partie avant 33 du carter 32 d'un compresseur 31 par l'intermédiaire d'un roulement à billes 34. Un moyeu 37 de la poulie est fixé sur l'arbre 36 du compresseur 31, et quatre leviers d'entraînement 39 sont montés pivotants sur le moyeu 37, respectivement autour de rivets 38 fixés en quatre positions réparties à la périphérie du moyeu. Quatre encoches 37A sont formées sur la surface périphérique extérieure du moyeu 37 dans sa direction circonférencielle et un ressort plat métallique 40 en forme d'anneau est disposé à la surface périphérique extérieure du moyeu 37 de telle sorte qu'il s'adapte dans les encoches 37A. Une portion sphérique 39A formée à l'extrémité intérieure de chaque levier d'entraînement 39 vient en prise avec chaque encoche 37A du moyeu 37 par l'intermédiaire du ressort plat 40. Une portion circulaire 39B se trouvant à l'extrémité extérieure de chaque levier d'entraînement 39 vient en prise avec l'une de quatre encoches 35A formées sur la surface périphérique intérieure de la poulie 35 dans sa direction circonférencielle. Dans un mécanisme de transmission de couple de ce type, en fonctionnement normal, un couple de rotation est exercé depuis une source d'entraînement externe (non représentée) sur la poulie 35, laquelle entraîne le compresseur 31 par l'intermédiaire des quatre leviers d'entraînement 39, des quatre rivets 38, du moyeu 37 et de l'arbre 36. Lorsqu'un phénomène anormal se produit dans le compresseur 31 et qu'un couple de rotation excessif dépassant un couple prédéterminé est appliqué au moyeu 37, étant donné que chaque levier d'entraînement 39 pivote autour d'un rivet 38, les parties sphériques d'extrémités intérieures 39A et les parties sphériques d'extrémités extérieures 39B des leviers d'entraînement 39 sortent des encoches 37A du moyeu 37 et des encoches 35A de la poulie 35. Par conséquent, étant donné que l'énergie n'est plus transmise de la poulie au moyeu 37, le mécanisme de transmission est protégé. Dans la première technique connue décrite ci-dessus, étant donné qu'une contrainte répétée est appliquée aux éléments cassables par l'entraînement du compresseur, il est difficile de maintenir une valeur constante souhaitée de la force de rupture pour chaque élément cassable, et la force de rupture diminue au fil du temps. Dans la deuxième technique connue décrite ci-dessus, des problèmes se posent du fait que le nombre de pièces est important et que la structure est compliquée. En outre, étant donné que les leviers d'entraînement sont relativement longs, il est difficile de concevoir la poulie avec un diamètre réduit. En outre, étant donné qu'une contrainte de flexion est appliquée aux leviers d'entraînement par l'entraînement du compresseur, il est difficile de concevoir les leviers d'entraînement de manière appropriée. L'objet de la présente invention est de proposer une nouvelle transmission qui n'utilise pas d'éléments cassables ou de leviers d'entraînement, qui a une structure simple, qui peut être fabriquée à moindre coût et qui offre une fiabilité excellente pour interrompre la transmission en cas de couple excessif. La transmission selon l'invention comprend une poulie, un arbre disposé coaxialement à la poulie, un moyeu fixé à l'arbre, au moins une lame ressort disposée entre une surface périphérique intérieure de la poulie et une surface périphérique extérieure du moyeu, au moins une paire d'éléments d'accrochage disposée sur l'une des surfaces parmi la surface périphérique intérieure de la poulie et la surface périphérique extérieure du moyeu pour maintenir les deux extrémités de la lame ressort dans un état o la lame ressort est cintrée; et au moins une partie concave formée sur l'autre surface parmi la surface périphérique intérieure de la poulie et la surface périphérique extérieure du moyeu pour supporter une partie centrale de la lame ressort cintrée et dans laquelle la partie centrale de la lame ressort et la partie concave sont en contact. Dans ce mécanisme de transmission de couple, le moyeu peut comprendre un élément de contact ayant des parties concaves pour les lames ressorts, un bossage et un élément élastique disposé entre l'élément de contact et le bossage. Dans cette structure, une partie de l'élément élastique peut s'étendre entre la poulie et le bossage pour les supporter. Dans la transmission selon la présente invention, en fonctionnement normal, un couple de rotation est exercé depuis une source d'entraînement externe sur la poulie, laquelle entraîne l'arbre par l'intermédiaire des lames ressorts cintrées qui sont en contact avec les parties concaves au niveau de leur partie centrale. Lorsqu'un couple de rotation excessif dépassant un couple prédéterminé est appliqué, les lames ressorts cintrées fléchissent dans le sens inverse. Dans cet état, les lames ressorts s'éloignent des surfaces concaves avec lesquelles elles étaient en contact, de sorte que le couple de rotation n'est plus transmis. Le mécanisme de transmission de couple fait donc office de limiteur de couple vis-à-vis d'un couple de rotation excessif. Etant donné que le mécanisme de transmission selon la présente invention ne comporte plus d'élément cassable et de levier d'entraînement comme dans les techniques classiques, la structure est simple, les frais de fabrication sont réduits et on peut facilement réaliser un mécanisme de transmission de petite taille. Par ailleurs, étant donné que les lames ressorts peuvent facilement s'éloigner des parties concaves lorsqu'un couple de rotation excessif est appliqué, la fiabilité offerte en tant que limiteur de couple est très élevée. En outre, lorsqu'un couple de rotation excessif est appliqué, la courbure des lames ressorts cintrées s'inverse simplement et donc, le bruit, la chaleur ou les vibrations n'interviennent pas. Après l'inversion de la courbure des lames ressorts, ces dernières peuvent facilement être ramenées à leur cintrage initial par une simple opération sans échanger les pièces. Par conséquent, le mécanisme de transmission ayant ces excellentes propriétés peut convenir pour servir de limiteur de couple pour un compresseur utilisé dans un appareil de climatisation pour les véhicules. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention seront mieux compris à la lecture de la description détaillée de modes de réalisation préférés de la présente invention, en regard des dessins dans lesquels: la figure 1A est une vue en coupe verticale d'une transmission de couple selon un premier mode de réalisation de la présente invention; la figure lB est une vue en élévation de la transmission représentée sur la figure 1A; la figure 2A est une vue en coupe verticale d'une transmission selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention; la figure 2B est une vue en élévation de la transmission représentée sur la figure 2A; la figure 3A est une vue en coupe verticale de la transmission représentée sur la figure 2A, montrant un état o la transmission est interrompue par suite d'un couple excessif; la figure 3B est une vue en élévation de la transmission représentée sur la figure 3A la figure 4A est une vue en coupe verticale de la transmission connue; la figure 4B est une vue en élévation d'une partie de la transmission représentée sur la figure 4A; la figure 4C est une vue en coupe de la partie représentée sur la figure 4B; la figure 5A est une vue en coupe verticale d'une autre transmission connue; la figure 5B est une vue en élévation de la transmission représentée sur la figure SA. En faisant référence aux figures 1A et lB, on décrira une transmission selon un premier mode de réalisation de la présente invention. La bague intérieure d'un roulement à billes 9 est fixée à un carter 12 du compresseur 11 et une poulie 1 est fixée à la bague extérieure du roulement à billes 9. L'arbre 6 du compresseur 11 est disposé coaxialement à la poulie 1. Un moyeu 2 est fixé sur une partie 6a de petit diamètre de l'arbre 6 en engageant cette partie dans le passage axial formé dans la partie centrale 2d du moyeu 2 et en fixant cette partie centrale au moyen d'un écrou 8 qui est vissé sur une partie filetée 6b définie sur la partie d'extrémité de l'arbre 6. Au moins une paire d'éléments d'accrochage lb est disposée sur la surface périphérique intérieure qui se trouve sur le bord la de la poulie 1. Dans le mode de réalisation décrit, trois paires d'éléments d'accrochage lb sont disposées à intervalles égaux dans la direction circonférencielle. Chaque élément d'accrochage lb fait saillie vers l'intérieur depuis la surface périphérique inférieure du bord la de la poulie 1. Des encoches triangulaires lc sont définies sur les parois latérales de chacun des éléments d'accrochage lb de telle sorte que les deux encoches lc soient tournées l'une vers l'autre. Trois lames ressorts 7 sont disposées entre la surface périphérique intérieure du bord la de la poulie 1 et la surface périphérique extérieure du moyeu 2. Sur la surface périphérique extérieure 2b du bord 2a du moyeu 2, sont formées trois parties concaves 2c disposées à des intervalles égaux dans la direction circonférencielle. Chacune des trois lames ressorts 7 a une forme cintrée et ses extrémités 7b s'accrochent dans les encoches lc des éléments d'accrochage correspondants lb. La partie centrale 7a de chaque lame ressort 7 vient en contact avec la surface de la partie concave 2c correspondante de sorte que la partie centrale 7a est supportée par cette partie concave. Dans la transmission selon ce premier mode de réalisation, en fonctionnement normal, un couple de rotation est exercé depuis une source d'entraînement externe (non représentée) sur la poulie 1, laquelle entraîne le compresseur 11 dans l'état représenté sur les figures 1A et lB par l'intermédiaire des trois lames ressorts 7, du moyeu 2 et de l'arbre 6. Lorsqu'un phénomène anormal se produit dans le compresseur 11 et qu'un couple de rotation excessif dépassant un couple prédéterminé est appliqué au moyeu 2, les parties centrales respectives 7a des trois ressorts à lames 7 sont repoussées vers l'extérieur par les surfaces périphériques extérieures 2b du bord 2a du moyeu 2, qui ne sont pas concaves, de sorte que la courbure des lames ressorts 7 est inversée (voir la figure 3B qui montre les ressorts dans leur état inversé dans un deuxième mode de réalisation qui sera expliqué par la suite). Dans cet état, aucune des lames ressorts 7 n'est en contact avec le moyeu 2. Par conséquent, l'énergie n'est pas transmise de la poulie 1 au moyeu 2 et le mécanisme de transmission est protégé. Une fois que cet état est obtenu, la condition d'interruption de la transmission de l'énergie peut être maintenue telle quelle. Après que le phénomène anormal du compresseur 11 a été éliminé, on inverse le sens du cintrage des lames à ressorts 7 pour leur faire reprendre leur état normal initial représenté sur les figures 1A et lB. Par conséquent, le mécanisme de transmission peut facilement revenir à son état de fonctionnement initial. Lors de cette inversion, il n'est pas nécessaire d'échanger de parties, telles que les lames ressorts 7. Les figures 2A, 2B, 3A et 3B représentent une transmission selon un deuxième mode de réalisation de la présente invention. Dans ce mode de réalisation, la structure du moyeu est différente par rapport au premier mode de réalisation. Les structures des autres parties sont sensiblement identiques à celles du premier mode de réalisation. Par conséquent, on décrira surtout la structure du moyeu. Sur les figures 2A, 2B, 3A et 3B, le moyeu 2 de ce mode de réalisation comprend un élément annulaire de contact 3, un bossage 4 et un élément élastique annulaire 5 disposé entre la surface périphérique intérieure 3c de l'élément annulaire de contact 3 et la surface périphérique extérieure 4b du bossage 4. L'élément élastique 5 est fixé entre eux, par exemple par soudage ou en utilisant un adhésif. Trois parties incurvées concaves 3b sont formées sur la surface périphérique extérieure 3a de l'élément annulaire de contact à des intervalles égaux dans la direction circonférencielle. Dans ce mode de réalisation, sur la surface périphérique intérieure de l'élément élastique est formée une partie saillante Sa qui s'insère entre la poulie 1 et le bossage 4 afin d'empêcher la génération de bruit. Le matériau utilisé pour l'élément annulaire de contact 3 et pour le bossage 4 est de préférence un métal très dur ou une résine. Le matériau de l'élément élastique 5 est de préférence un caoutchouc ou une résine peu rigide. Dans le mécanisme de transmission selon le deuxième mode de réalisation, l'état représenté sur les figures 2A et 2B se maintient pendant le fonctionnement normal et la poulie 1 entraîne le compresseur 11 par l'intermédiaire des trois lames ressorts 7, du moyeu 2 avec l'élément de contact 3, de l'élément élastique 5, du bossage 4, et de l'arbre 6. Lorsqu'un phénomène anormal se produit dans le compresseur 1 1 et qu'un couple de rotation excessif dépassant un couple prédéterminé est appliqué à l'élément de contact 3, les parties centrales respectives 7a des trois lames ressorts 7 sont poussées vers l'extérieur par les surfaces périphériques extérieures 3a de l'élément de contact 3, qui sont dépourvues de parties concaves, de sorte que la courbure des lames ressorts 7 est inversée comme le montrent les figures 3A et 3B. Dans cet état, aucune des lames ressorts 7 n'est en contact avec l'élément de contact 3. Par conséquent, l'énergie n'est pas transmise de la poulie 1 à l'élément de contact 3 et le mécanisme de transmission est protégé. Dans cette opération, l'élément élastique 5 permet de réaliser en douceur la transmission et l'interruption du couple de transmission entre chaque lame ressort 7 et l'élément de contact 3. Bien que dans les premier et deuxième modes de réalisation décrits cidessus, les lames ressorts, les parties concaves du moyeu et les éléments de prise destinés à l'accrochage des extrémités des lames ressorts soient représentés par trois jeux, le nombre de jeux de ces pièces n'est pas limité à trois. A la base, on utilisera une pluralité de jeux non inférieure à deux. En outre, les parties concaves peuvent être disposées du côté de la poulie et les paires d'éléments d'accrochage peuvent être disposées du côté du moyeu. Une telle structure fonctionnera sensiblement de la même façon que celles décrites dans les premier et deuxième modes de réalisation. Bien que plusieurs modes de réalisation de la présente invention aient été décrits en détail dans les présentes, la portée de l'invention ne se limite pas à ceux-ci. L'homme du métier comprendra que diverses modifications peuvent être apportées dans sortir de la portée de l'invention. Par conséquent, les modes de réalisation décrits dans les présentes sont uniquement présentés à titre d'exemple. REVENDICATIONS 1. Mécanisme de transmission de couple comprenant une poulie (1), un arbre (6) disposé coaxialement par rapport à ladite poulie et un moyeu (2) fixé audit arbre (6), caractérisé en ce qu'il comprend: au moins une lame ressort (7) disposée entre une surface périphérique intérieure de ladite poulie (1) et une surface périphérique extérieure (2b) dudit moyeu (2); au moins une paire d'éléments d'accrochage (lc) disposée sur l'une des surfaces parmi ladite surface périphérique intérieure (la) de ladite poulie (1) et ladite surface périphérique extérieure (2b) dudit moyeu (2) pour maintenir les deux extrémités de la lame ressort (7) dans un état dans lequel la lame ressort est cintrée; et au moins une partie concave (2c) prévue sur l'autre parmi ladite surface périphérique intérieure (la) de ladite poulie (1) et ladite surface périphérique extérieure (2b) dudit moyeu (2) pour supporter la partie centrale (7a) de la lame ressort cintrée (7). 2. Mécanisme de transmission de couple selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit moyeu (2) comprend un élément annulaire de contact (3) pourvu de ladite au moins une partie concave (3b), un bossage (4) et un élément élastique (5) disposé entre ledit élément annulaire de contact et ledit bossage. 3. Mécanisme de transmission de couple selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'une partie (5a) dudit élément élastique (5) s'étend entre la poulie (1) et le bossage (4). 4. Mécanisme de transmission de couple selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé ne ce qu'il est réalisé en tant que limiteur de couple destiné à un compresseur utilisé dans un appareil de climatisation destiné à des véhicules.