Brevet FR2802248A1 — publié le 20010615

Compresseur à plateau oscillant pourvu d'un mécanisme de liaison perfectionné à piston et patin. La présente invention concerne un compresseur du type à plateau oscillant et, plus particulièrement, un mecanisme de liaison entre un piston et un patin qui sont des éléments constitutifs du compresseur. Des compresseurs du type à plateau oscillant classiques sont décrits dans chacune des demandes brevet japonais mises à l'inspection publique n 135990/1986, 65509/1974 et 138474/1981. Chacun de ces compresseurs comprend arbre rotatif entraîné en rotation, un plateau oscillant relié à l'arbre rotatif pour tourner conjointement avec lui, un piston ayant une partie concave tournée vers le plateau oscillant, et un patin ayant une partie convexe sphérique insérée dans la partie concave. Lorsque l'arbre tourne, le patin glisse le long du plateau oscillant et convertit rotation de l'arbre en un mouvement alternatif du piston en coopération avec le plateau oscillant. Parmi ces compresseurs à plateau oscillant classiques, on appelle compresseur à plateau oscillant double, compresseur qui utilise un piston à tête double. Le compresseur qui utilise un piston muni à une extrémité d'une seule tête de compression est appelé compresseur à plateau oscillant unique. Dans le compresseur à plateau oscillant unique, la partie concave du piston est habituellement fabriquée avec une surface sphérique unique ayant rayon de courbure qui est sensiblement égal à celui de la partie convexe sphérique. Pendant le fonctionnement des compresseurs à plateau oscillant classiques, le patin effectue un mouvement d'oscillation dans la partie concave, conformément au mouvement de rotation du plateau oscillant. Il est donc nécessaire que d'excellentes propriétés de lubrification soient maintenues entre la partie convexe spherique du patin et la partie concave du piston. Toutefois, le compresseur à plateau oscillant de la technique antérieure présente l'inconvénient que l'huile de lubrification ne peut pas pénétrer facilement entre la partie concave du piston et la partie convexe sphérique du patin. Ceci est dû fait que la partie concave du piston coïncide sensiblement avec la partie convexe sphérique du patin et qu'il n'existe donc qu'un faible intervalle entre les deux surfaces de glissement. Par conséquent, une force importante agit sur la partie concave du piston, générant ainsi une usure en raison du mouvement de glissement avec le patin. En particulier, au début du fonctionnement du compresseur à plateau oscillant, étant donné que la partie concave ne s'adapte pas suffisamment à la surface convexe sphérique du patin, le degré d'usure est considérable. En outre, une usure anormale est quelquefois générée dans la partie concave du piston. Pour éviter cet inconvénient, le brevet U.S. n 4 734 041 par exemple, préconise que la surface convexe du patin soit en forme de surface sphérique ayant un rayon de courbure inférieur ' celui de la surface sphérique de la partie concave et que le sommet de cette surface sphérique soit en forme de partie plate. Dans le compresseur décrit dans ce brevet, un réservoir d'huile est formé entre la partie plate du patin et partie concave de logement, ce qui est avantageux pour les propriétés lubrifiantes. Toutefois, lorsque l'extrémité de la surface plate patin glisse sur la surface intérieure de la partie concave, l'usure locale de la partie concave est davantage favorisée. Par conséquent, il forme un intervalle dans une partie différente de l'intervalle qui existait auparavant. De plus, la charge de la force locale entraîne une déformation partielle de la partie concave de sorte que la durée de vie du compresseur s'en trouve raccourcie. De plus, en raison du renforcement des vibrations relatives du patin, la génération de bruit en fonctionnement est également favorisée. objet de la présente invention est donc de proposer un compresseur à plateau oscillant dans lequel l'usure locale ou la déformation partielle ne se produit pas dans la partie concave, bien que l'huile lubrification soit facilement introduite entre une partie concave d'un piston et une partie convexe sphérique d'un patin dans un étage initial du compresseur. Un autre objet de la présente invention est de proposer une structure de liaison entre le piston et le patin dans le compresseur à plateau oscillant, dans laquelle l'usure est favorisée sans résistance et sans accroc de manière que la partie concave du piston s'adapte à la partie convexe sphérique du patin. D'autres objets de la présente invention vont apparaître plus clairement dans la suite de la description. Selon un aspect de la présente invention, il est proposé un compresseur à plateau oscillant qui comprend un arbre rotatif entraîne en rotation, un plateau oscillant relié à l'arbre rotatif pour tourner conjointement avec lui, un piston ayant une partie concave tournée vers le plateau oscillant, et un patin ayant une partie convexe sphérique insérée dans la partie concave. Le patin est susceptible de glisser le long du plateau oscillant pour convertir la rotation de l'arbre rotatif en mouvement alternatif du piston en coopération avec le plateau oscillant. piston comprend en outre une saillie formée sur la partie concave afin de laisser un espace entre la partie concave et la partie convexe sphérique. La saillie peut être formée au fond de la partie concave. La partie concave peut être formée d'au moins deux surfaces sphériques adjacentes qui se superposent partiellement pour former saillie à leur jonction. Le piston peut comporter une paire de surfaces opposées definissant entre elles une gorge, la partie concave étant formée dans une des surfaces opposées, le plateau oscillant ayant une partie périphérique insérée dans la gorge. L'autre surface opposée peut comporter une seconde partie concave, le compresseur comprenant en outre un second patin ayant partie convexe sphérique insérée dans la seconde partie concave, second patin étant susceptible de glisser sur un plateau oscillant pour convertir la rotation de l'arbre rotatif en mouvement alternatif du piston coopération avec le plateau oscillant et le premier patin mentionné. Le piston peut comporter en outre une seconde saillie formée dans la seconde partie concave pour laisser un espace entre celle-ci et la partie convexe sphérique du second patin. Ladite seconde saillie peut être formée au fond de la partie concave. La seconde partie concave peut avoir au moins deux surfaces sphériques adjacentes qui se superposent partiellement pour former saillie à leur jonction. Selon un autre aspect de la présente invention, il est proposé structure de liaison entre un piston et un patin d'un compresseur à plateau oscillant, comprenant un plateau oscillant pouvant tourner autour d'un arbre rotatif et effectuer un mouvement alternatif le long de celui- ' et un piston ayant une gorge pour le passage du plateau oscillant et qui convertit le mouvement du plateau oscillant en mouvement alternatif par l'intermédiaire de patins, les surfaces d'extremité de la gorge étant munies de parties concaves ayant des formes de surface sphériques pour recevoir une partie de surface sphérique des patins, chacune des parties concaves ayant une partie de fond munie d'une partie convexe. On peut réaliser un agencement pour que, en disposant au moins deux surfaces sphériques de centres différents, partie convexe soit constituée par la partie limite formée à la jonction entre les surfaces sphériques. L'invention sera décrite à présent en regard dessins annexés dans lesquels la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'un compresseur à plateau oscillant selon un mode de réalisation de présente invention ; la figure 2 est une vue en coupe à plus grande échelle d'une partie principale du compresseur de la figure 1 ; et la figure 3 est une vue en coupe schématique pour décrire en détail la partie principale de la figure 2. En faisant référence au dessin, la description qui va suivre concerne un compresseur à plateau oscillant selon un mode de réalisation de la présente invention. Avec référence à la figure 1, le compresseur a plateau oscillant 10 qui est du type à plateau oscillant unique est susceptible d'être utilisé dans un système de climatisation d'automobile. Le compresseur à plateau oscillant 10 comprend un bloc-cylindres 11 constitué par un carter formé en une seule pièce et comportant une ouverture à une de ses extrémités, un carter avant 12 disposé pour recouvrir l'ouverture du carter, une culasse 15 disposée pour fermer l'autre extrémité du bloc- cylindres 11 par l'intermédiaire d'un dispositif à plaque porte-soupape 23 et pour compléter l'ensemble du contour extérieur. bloc-cylindres 11 présente une pluralité d'alésages de cylindre 16 constitués de trous traversants passant d'une extrémité à l'autre extrémité. Les alésages de cylindre 16 sont formes dans des positions équiangles sur une circonférence. Une chambre d'évacuation 25 et une chambre d'aspiration 24 sont divisées/formées par les parois du dispositif à plaque porte-soupape 23 et la culasse 5. chambre de manivelle 13 est définie intérieurement par le bloc-cylindres 11 et le carter avant 12. Un arbre rotatif 14 s'étend dans la chambre de manivelle 13 depuis une partie saillante du carter avant 12 jusqu bloc-cylindres 11 dans une direction axiale. L'arbre rotatif 14 est supporté de manière rotative par le carter avant 12 et le bloc- cylindres 11 par l'intermédiaire de roulements 12a, 16a. moteur autonome (non représenté) fait tourner l'arbre rotatif 14 pour actionner le compresseur à plateau oscillant. La référence 26 désigne élément étanche pour isoler l'arbre par rapport à l'extérieur. Un élément de support sphérique 27 est ajusté sur l'arbre rotatif 14 pour pouvoir glisser le long de celui-ci dans la direction axiale. Un plateau oscillant 17 est disposé autour de l'arbre rotatif 14 dans la chambre de manivelle 13 et est supporté sur l'élément support sphérique 27 pour pouvoir glisser le long de ou osciller autour de l'élément de support sphérique 27. Un rotor 18 est fixé l'arbre rotatif Une extrémité du rotor 18 est supportée par la paroi intérieure du carter avant 12 par l'intermédiaire d'un roulement 12b. L'autre extrémité du rotor 18 est reliée au plateau oscillant 17 au moyen raccord ou mécanisme articulé 19. Plusieurs pistons 20 sont insérés dans les alésages de cylindre 16 respectivement. Chacun des pistons 20 est susceptible de coulisser dans direction axiale et comprend une partie formant rebord 5 pourvue d'une paire de surfaces opposées définissant entre elles une gorge 21. Le plateau oscillant 17 présente une partie périphérique qui est inséree dans la gorge 21. Deux parties concaves 1 sont formées sur les surfaces opposées de la partie formant rebord 5. Les parties concaves 1 sont opposées l'une à l'autre dans la direction axiale. patins hémisphériques 2 sont intercalés entre les parties concaves 1 et le plateau oscillant 17. Chacun des patins 2 est ajusté dans chacune des parties concaves 1 de la manière qui sera décrite en détail plus loin. Un dispositif de régulation de la pression 22 est prévu pour réguler la pression dans la chambre de manivelle 13. En réponse à la pression qui règne dans cette chambre, le plateau oscillant 17 présente un angle d'inclinaison déterminé par rapport à l'arbre rotatif 14 de la manière connue dans l'art. Le compresseur à plateau oscillant possède une capacité de compression qui depend de l'angle d'inclinaison du plateau oscillant 17. Lorsque le moteur autonome fait tourner l'arbre rotatif 14, le plateau oscillant 17 tourne conjointement avec l'arbre au moyen du rotor 18 et du mécanisme articulé 19. Par conséquent, la partie périphérique du plateau oscillant 17 effectue un mouvement en forme d'arc de cercle le long de l'arbre, centré sur la partie centrale de celui-ci. En raison de la rotation du plateau oscillant 17, le piston 20 est poussé alternativement d'avant en arrière par l'intermédiaire des patins 2 pour effectuer un mouvement alternatif/de glissement dans l'alésage de cylindre 16. Du fluide est aspiré entre l'intérieur d'un alésage de cylindre de soupape d'aspiration (non représenté) et la tête du piston 20 depuis la chambre d'aspiration 24 par le mouvement alternatif du piston 20, et est ensuite déchargé dans la chambre d'évacuation 25 par l'intermédiaire d'une soupape d'évacuation lors du mouvement du piston 20 vers la droite comme le montre la figure 1. En faisant référence à la figure 2, la partie périphérique du plateau oscillant 17 est insérée dans la gorge 21 formée dans la partie formant rebord 5 du piston 20. Les patins 2 sont intercalés entre les parties concaves et le plateau oscillant 17, respectivement. Chacun des patins 2 présente une partie convexe sphérique 2a et une surface plane 2c. La partie convexe sphérique 2a en contact glissant avec la partie concave correspondante 1 et la surface plane 2c est en contact coulissant avec la partie périphérique du plateau oscillant 17. On notera que chacune des parties concaves 1 présente une saillie 3 en sa partie centrale. En se référant à la figure 3, chacune des parties concaves 1 se compose d'une première surface spherique de rayon R 1 et une seconde surface sphérique de rayon R2. Les première et seconde surfaces sphériques ont des centres de courbure écartés l'un de l'autre et elles se superposent partiellement pour former la saillie 3 à leur jonction. Les rayons R 1 et R2 sont égaux. La figure 3 montre de plus un exemple dans lequel chacun des rayons R 1 et R2 est inférieur au rayon R3 de la partie convexe sphérique 2a du patin 2. De préférence, la saillie 3 présente une hauteur D 1 comprise entre 1 et 20 pin environ. En se référant de nouveau à la figure 2, en raison de la relation de forme entre la partie convexe sphérique 2a du patin 2 et la partie concave 1 du piston 20, il se forme un espace 4 entre ces deux éléments. Ceci permet ' un gaz réfrigérant de pénétrer facilement dans l'espace 4. Par conséquent, une huile de lubrification à l'état de brouillard dans le gaz peut pénétrer même dans la partie inférieure de la partie concave 1 constitue le siège d'appui. Puisque l'huile de lubrification se trouve sur la surface coulissante dans l'étape initiale, il en résulte qu'une usure est générée sans résistance ou accroc. Comme décrit ' dessus, la saillie 3 permet une propriété d'adaptation efficace patin 2 et de la partie concave 1 dans le siège d'appui du patin. Autrement dit, le patin 2 s'use de manière appropriée en raison de la présence de la partie concave 1 en tant que siège d'appui du patin. La durée de vie du compresseur est donc améliorée. Bien que la présente invention ait été ainsi décrite jusqu'ici conjointement avec un seul de ses modes de réalisation, il est très possible pour l'homme du métier de mettre cette invention en pratique de diverses autres manières. Par exemple, la partie concave du piston peut être constituée de trois surfaces sphériques ou plus, dont les surfaces adjacentes se superposent partiellement. II est bien évident que la saillie peut être formée de diverses manières connues dans l'art. REVENDICATIONS 1. Compresseur du type à plateau oscillant, caractérisé en ce qu'il comprend un arbre rotatif (14) entraîné en rotation, plateau oscillant (17) relié audit arbre rotatif (14) pour tourner conjointement avec lui, un piston (20) ayant une partie concave tournée vers ledit plateau oscillant (17) et un patin (2) ayant une partie convexe spherique insérée dans ladite partie concave, ledit patin (2) pouvant glisser le long dudit plateau oscillant (17) pour convertir ladite rotation de l'arbre (14) en un mouvement alternatif dudit piston (20) en coopération avec ledit plateau oscillant (17), ledit piston (20) comportant en outre une saillie (3) formée dans ladite partie concave (1) pour laisser un intervalle (4) entre ladite partie concave (1) et ladite partie convexe sphérique (2a). 2. Compresseur du type à plateau oscillant selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite saillie (3) est formée au fond de ladite partie concave (1). 3. Compresseur du type à plateau oscillant selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite partie concave (1) présente au moins deux surfaces sphériques adjacentes qui se superposent partiellement pour former ladite saillie (3) entre elles. 4. Compresseur du type à plateau oscillant selon la revendication 1 caractérisé en ce que ledit piston (20) possède une paire de surfaces opposées définissant une gorge (21) entre elles, ladite partie concave (1) étant formée dans une desdites surfaces opposées, ledit plateau oscillant (17) ayant une partie périphérique insérée dans ladite gorge 1). 5. Compresseur à plateau oscillant selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'autre desdites surfaces opposées comporte une seconde partie concave, ledit compresseur comprenant en outre un second patin ayant une partie convexe sphérique (2a) qui est insérée dans ladite seconde partie concave, ledit second patin étant susceptible glisser le long dudit plateau oscillant (17) pour convertir la rotation de l'arbre rotatif (14) en ledit mouvement alternatif du piston (20) en coopération avec ledit plateau oscillant (17) et avec le premier patin (2). 6. Compresseur à plateau oscillant selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit piston (20) présente en outre une seconde saillie (3) formée dans ladite seconde partie concave pour laisser un intervalle (4) entre ladite seconde partie concave et ladite partie convexe sphérique (2a) du second patin. 7. Compresseur à plateau oscillant selon revendication 6, caractérisé en ce que ladite seconde saillie supplémentaire est formée fond de ladite seconde partie concave. 8. Compresseur à plateau oscillant selon revendication 6, caractérisé en ce que ladite seconde partie concave présente au moins surfaces sphériques adjacentes qui se superposent partiellement pour former ladite saillie (3) à leur jonction. 9. Structure de liaison d'un piston avec un patin d'un compresseur à plateau oscillant qui comprend un plateau oscillant (17) pour tourner autour d'un arbre rotatif (14) et effectuer un mouvement alternatif le long de celui-ci et un piston (20) pourvu d'une gorge (21) dans laquelle passe le bord du plateau oscillant 7), le mouvement dudit plateau oscillant (17) étant converti en un mouvement alternatif piston (20) par l'intermédiaire de patins (2), caractérisée en ce que les surfaces d'extrémité de ladite gorge (21) comportent de parties concaves (1) à surfaces sphériques qui reçoivent les parties sphériques des patins (2), chaque partie concave (1) ayant une partie de fond munie d'une partie convexe (3). 10. Structure de liaison d'un piston avec un patin selon la revendication 9, caractérisée en ce que, en disposant au moins deux surfaces sphériques de centres différents, ladite partie convexe (3) est formée dans la partie limite se trouvant à la jonction entre lesdites surfaces sphériques.