Brevet FR2809460A1 — publié le 20011130

COMPRESSEUR DU TYPE A PISTONS ENTRAINES EN MOUVEMENT ALTERNATIF DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne un compresseur du type à pistons destiné à être utilisé dans un système de climatisation de véhicule. Plus particulièrement, elle concerne des alésages de cylindre et des pistons qui se déplacent en mouvement alternatif dans lesdits alésages. ETAT ANTERIEUR DE LA TECHNIQUE Des compresseurs à pistons sont connus dans l'art. Par exemple, la deuxième publication de modèle d'utilité (examinée) japonais n 4-52473 décrit un compresseur à pistons. De tels compresseurs comprennent des pistons, qui se déplacent en mouvement alternatif dans des alésages de cylindre. Une rainure est formée sur une surface périphérique externe, au voisinage d'une première extrémité du piston. Un segment de piston de forme tronconique qui peut être fait de résine, est ajusté dans ladite rainure. Un tel segment de piston augmente l'efficacité d'étanchéité pendant le fonctionnement du compresseur, et augmente ainsi l'efficacité du fonctionnement du compresseur. Dans de tels compresseurs à pistons, étant donné que le gaz comprimé est introduit dans l'espace compris entre ladite rainure et la face intérieure du segment de piston, l'efficacité d'étanchéité entre le piston et l'alésage de cylindre est augmentée. Par contre, l'huile lubrifiante contenue dans le gaz de fuite est fortement empêchée de s'infiltrer dans la chambre d'un vilebrequin, de sorte qu'il est difficile de maintenir l'huile lubrifiante dans la chambre de vilebrequin, et que la lubrification des composants dans la chambre de vilebrequin est réduite. Un compresseur à pistons qui maintient l'huile lubrifiante dans la chambre de vilebrequin est décrit dans la demande de brevet japonais n 11-350265. Ce compresseur comprend une pluralité d'alésages de cylindre et de pistons, qui ont un mouvement alternatif dans les alésages de cylindre. Chaque piston est pourvu à une extrémité d'une portion de jupe située du côté de la chambre de vilebrequin. Un segment de piston tronconique en résine est ajusté dans une rainure formée autour de la surface périphérique extérieure du piston. Le 2 2809460 diamètre extérieur du segment de piston est supérieur à celui du piston. Le segment de piston est disposé dans la rainure, de manière que son bord de plus grand diamètre soit tourné vers la portion de jupe du piston et que son bord de plus petit diamètre soit en butée contre la surface de fond de la rainure. Par conséquent, pendant le fonctionnement du compresseur, l'efficacité d'étanchéité des éléments coulissants des pistons dans les cylindres est élevée et du gaz de fuite s'échappe dans la chambre de vilebrequin depuis les alésages de cylindre simultanément. Il en résulte que la rétention de l'huile lubrifiante contenue dans le gaz de fuite dans la chambre de vilebrequin est améliorée et que l'efficacité de lubrification des éléments coulissants dans la chambre de vilebrequin augmente. RESUME DE L'INVENTION Il est apparu le besoin d'un compresseur qui possède une efficacité d'étanchéité suffisante pour permettre le coulissement des pistons dans les alésages de cylindre, et qui permette en même temps de maintenir suffisamment d'huile lubrifiante dans la chambre de vilebrequin en laissant échapper dans celle-ci le gaz de fuite depuis l'alésage de cylindre pendant le fonctionnement du compresseur. Il est également apparu le besoin d'un compresseur qui empêche l'accumulation de quantités excessives d'huile lubrifiante dans la chambre de vilebrequin. Il serait avantageux pour de tels compresseurs que les joints en caoutchouc, tels que ceux qui se trouvent sur l'arbre de commande aux points d'entrée et de sortie dans la chambre de vilebrequin, ne soient pas affectés négativement à cause de leur exposition prolongée à l'huile lubrifiante. L'invention vise à remédier à ces inconvénients et, à cet effet, elle a pour objet un compresseur du type comprenant une pluralité d'alésages de cylindre, et une pluralité d'ensembles de pistons montés coulissants en mouvement alternatif dans lesdits alésages de cylindre entre une position de point mort inférieur et une position de point mort supérieur, chacun desdits ensembles de pistons comprenant un piston pourvu d'une portion de jupe à une extrémité et présentant une première rainure sur sa paroi périphérique extérieure, au voisinage de sa deuxième extrémité opposée à la portion de jupe, un segment de piston de forme tronconique étant inséré dans ladite première rainure 3 2809460 de manière que son bord de plus grand diamètre s'ouvre vers ladite portion de jupe et que son bord de plus petit diamètre soit en butée contre la surface de fond de ladite première rainure, caractérisé en ce qu'une deuxième rainure est formée sur la paroi intérieure d'au moins l'un desdits alésages de cylindre, et s'étend le long d'une ligne axiale entre une extrémité dudit alésage de cylindre située du côté chambre de vilebrequin du compresseur et une extrémité située à proximité de la position de point mort inférieur. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES Ces objets, caractéristiques et avantages apparaîtront à l'homme du métier à la lecture de la description détaillée de l'invention qui va suivre faite en regard des dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe transversale longitudinale d'un compresseur à pistons selon un mode de réalisation de la présente invention; la figure 2 est une vue agrandie d'une paroi intérieure de l'alésage d'un cylindre et du piston montrés sur la figure i; la figure 3 est une vue agrandie de l'alésage de cylindre, du piston et de la chambre de vilebrequin montrés sur la figure 1, lorsque le piston est à proximité d'une position de point mort supérieur; et la figure 4 est une vue agrandie de l'alésage de cylindre, du piston et de la chambre de vilebrequin montés sur la figure 1, lorsque le piston est à proximité d'une position de point mort inférieur. DESCRIPTION DETAILLEE DE MODES DE REALISATION PREFERES La figure i représente une vue en coupe transversale longitudinale d'un compresseur à pistons selon un mode de réalisation de la présente invention pour utilisation dans un système de climatisation d'automobile. Le compresseur à pistons comprend un carter contenant un espace dans lequel un gaz réfrigérant est aspiré et duquel le gaz réfrigérant comprimé est évacué. L'enveloppe du compresseur 100 comprend un bloc de cylindres 1, un logement avant 2, une culasse 3 et une plaque à soupapes 15. Le bloc de cylindres 1 a une forme cylindrique et est fermé à ses extrémités par le logement avant 2 et par la culasse 3. Ces parties sont assemblées l'une à l'autre par une pluralité de boulons 50. Une pluralité d'alésages de cylindre 4 4 2809460 sont agencés radialement dans le bloc de cylindres 1 et sont parallèles à l'axe central du bloc de cylindres 1. Une chambre de vilebrequin 5 est formée dans le logement avant 2. Un disque oscillant 6 est disposé dans la chambre de vilebrequin 5 et est monté de façon fixe sur un arbre de commande 7. Celui-ci s'étend le long de l'axe central du compresseur et à travers la chambre de vilebrequin 5. L'arbre de commande 7 est supporté de façon rotative par le logement avant 2 et le bloc de cylindres 1 par l'intermédiaire de roulements radiaux 8a et 8b, respectivement. Les pistons 10 sont montés dans des alésages de cylindre 4 et peuvent s'y déplacer en mouvement alternatif, indépendamment l'un de l'autre, entre un point mort supérieur et un point mort inférieur. Ils comportent chacun à leur extrémité se trouvant du côté de la chambre de vilebrequin, une portion de jupe 10c. Des patins hémisphériques 1 la et 1 lb sont disposés entre chaque surface coulissante du disque oscillant 6 et des surfaces intérieures des parties de jupe 10c, de sorte que les pistons 10 peuvent coulisser le long de la surface latérale du disque oscillant 6. Une première rainure lOa est formée sur la surface périphérique extérieure de chaque piston 10, au voisinage d'une première extrémité b du piston. Comme le montre la figure 2, une bague ou segment de piston 12, qui possède une forme tronconique, est disposée dans la première rainure 10a, de façon que son bord de plus grand diamètre s'ouvre vers la portion de jupe 10c du piston 10, et que seul son bord de plus petit diamètre soit en butée contre la surface de fond de la première rainure 10a. Le bord de plus grand diamètre du segment de piston 12 est en butée contre la paroi intérieure de l'alésage de cylindre 4. Comme le montre la figure 1, une deuxième rainure 4a est formée sur la paroi intérieure de l'alésage de cylindre 4 et s'étend le long d'une ligne axiale entre une extrémité de l'alésage de cylindre 4 située côté chambre de vilebrequin et un point de la paroi intérieure de l'alésage de cylindre correspondant à la position de point mort inférieur du piston. La longueur de la deuxième rainure 4a est supérieure à la longueur le long de laquelle l'alésage de cylindre 4 est en contact avec le piston 10, lorsque celui-ci est à proximité du point mort inférieur. Une chambre d'admission 13 et une chambre de sortie 14 sont formées dans la 2809460 culasse 3 et sont contiguës à la plaque à soupapes 15. La plaque à soupapes 15 est disposée entre le bloc de cylindres 1 et la culasse 3. Des orifices d'aspiration 15a et des orifices de sortie 15b sont formés sur la plaque à soupapes 15 pour chaque alésage de cylindre 4. Une soupape d'admission à lame 16 ouvre et ferme un orifice d'admission a. Une soupape de sortie à lame 17 ouvre et ferme l'orifice de sortie b. Un embrayage (non représenté), par exemple un embrayage électromagnétique, est monté sur le logement avant 2. En fonctionnement, lorsqu'une force d'entraînement est transmise depuis une source de commande externe (par exemple, un moteur d'un véhicule) par l'intermédiaire d'un agencement connu à courroie, poulie et embrayage, l'arbre de commande 7 se met à tourner. L'embrayage transmet une force de rotation à l'arbre de commande 7, ou déconnecte l'arbre de commande de cette force de rotation. La rotation de l'arbre de commande 7 est transmise au disque oscillant 6, de sorte que la surface inclinée du disque oscillant 6 se déplace axialement vers la droite et la gauche. Par conséquent, les pistons 10, qui sont connectés fonctionnellement au disque oscillant 6 au moyen des patins lla et lb, vont et viennent dans les alésages de cylindre 4. Pendant ce mouvement des pistons 10, un gaz réfrigérant, qui est introduit dans la chambre d'admission 13 par un orifice d'entrée de fluide (non représenté), est aspiré dans chaque alésage de cylindre 4 et est comprimé. La pression du gaz réfrigérant comprimé ouvre la vanne de sortie à lame 17, et le gaz réfrigérant est évacué dans la chambre de sortie 14 depuis chaque alésage de cylindre 4 et de là dans un circuit de fluide, par exemple, un circuit de refroidissement, par l'intermédiaire d'un orifice de sortie de fluide (non représenté). Le segment de piston 12 permet de maintenir l'efficacité de l'étanchéité entre les parties coulissantes des pistons 10 et les alésages de cylindre 4. Comme le montre la figure 3, lorsque le piston 10 est à proximité du point mort supérieur, le segment de piston 12, qui est inséré dans la première rainure 0la, et dont le bord de plus grand diamètre s'ouvre vers la portion de jupe 1Oc, peut modifier légèrement sa forme dans une direction radiale vers l'intérieur sous l'effet de la pression interne exercée sur lui par l'alésage de cylindre 4. En conséquence, un intervalle légèrement plus petit se forme entre le bord de plus grand diamètre du segment de piston 12 et la paroi intérieure de l'alésage de 6 2809460 cylindre 4, de sorte qu'une quantité suffisante de gaz de fuite peut passer dans la chambre de vilebrequin 5 depuis l'alésage de cylindre 4 à travers ledit intervalle, parce que la pression qui règne dans la chambre de vilebrequin 5 est inférieure à celle qui règne dans l'alésage de cylindre 4. Par conséquent, l'huile lubrifiante contenue dans le gaz de fuite peut être introduite dans la chambre de vilebrequin 5, et la lubrification de chacun des éléments coulissants dans la chambre de vilebrequin est améliorée. Comme le montre la figure 4, lorsque le piston 10 est à proximité du point mort inférieur, la chambre de vilebrequin communique avec l'alésage de cylindre par l'intermédiaire de la deuxième rainure 4a. Dans cette situation, étant donné que la pression dans la chambre de vilebrequin 5 est supérieure à celle dans l'alésage de cylindre 4, une partie du gaz de fuite dans la chambre de vilebrequin retourne à l'alésage de cylindre 4. Ce gaz qui est revenu dans l'alésage de cylindre 4, est comprimé avec le gaz réfrigérant introduit depuis la chambre d'admission 13 et est évacué dans un circuit de fluide externe par la chambre de sortie 14. En conséquence, une partie de l'huile lubrifiante qui était dans la chambre de vilebrequin 5 est déchargée dans le circuit de fluide externe avec le gaz de fuite. Ainsi, une quantité suffisante d'huile lubrifiante peut être maintenue dans la chambre de vilebrequin 5. La deuxième rainure 4a peut avoir différentes formes en coupe transversale. Elle peut être formée dans tous les alésages de cylindre 4, ou peut être formée dans un ou certains des d'alésages de cylindre spécifiés. Une deuxième rainure 4a peut être formée dans un alésage de cylindre 4 ou une pluralité de deuxièmes rainures 4a peuvent être formées dans un alésage de cylindre 4. La deuxième rainure 4a peut être formée par découpe, ou peut être formée lorsque le bloc de cylindres 1 est forgé. L'invention a été décrite dans le cas de son application à un compresseur à disque oscillant, mais elle peut également être appliquée à n'importe quel autre type compresseur à pistons, pourvu de pistons qui se déplacent en mouvement alternatif à l'intérieur d'alésages de cylindre. En résumé, l'invention a permis de réaliser un compresseur à pistons, dans lequel un segment de piston tronconique est inséré dans 7 2809460 une première rainure formée sur une surface périphérique extérieure, près d'une première extrémité du piston, de manière que le bord de plus grand diamètre du segment de piston s'ouvre vers la portion de jupe du piston. Grâce à cela, l'efficacité d'étanchéité des parties coulissantes des pistons et des alésages de cylindre est maintenue, tout en permettant que de l'huile lubrifiante soit introduite depuis les alésages de cylindre dans la chambre de vilebrequin par le gaz de fuite. De plus, l'invention a permis de réaliser un compresseur à pistons dans lequel une deuxième rainure est formée sur la paroi intérieure de l'alésage de cylindre et s'étend le long d'une ligne axiale entre une extrémité de l'alésage de cylindre se trouvant du côté chambre de vilebrequin et une extrémité se trouvant à proximité de la position de point mort inférieur de la paroi intérieure de l'alésage de cylindre. La longueur de la deuxième rainure est supérieure à celle le long de laquelle l'alésage de cylindre est en contact avec le piston, lorsque le piston est à proximité du point mort inférieur. Lorsque le piston est à proximité du point mort inférieur, une partie du gaz de fuite se trouvant dans la chambre de vilebrequin est renvoyée à l'alésage de cylindre par l'intermédiaire de la deuxième rainure parce que la pression dans la chambre de vilebrequin est supérieure à celle dans l'alésage de cylindre. Ce gaz de fuite qui est retourné à l'alésage de cylindre est comprimé avec le gaz réfrigérant introduit par une chambre d'admission, et évacué dans un circuit de fluide externe par une chambre de sortie. En conséquence, une partie de l'huile lubrifiante retenue dans la chambre de vilebrequin peut être évacuée dans le circuit de fluide externe avec le gaz de fuite. Par conséquent, une quantité suffisante d'huile lubrifiante peut être maintenue dans la chambre de vilebrequin. Bien que la présente invention ait été décrite en référence au mode de réalisation préféré, l'invention n'est pas limitée à ceux-ci. Il est entendu que l'homme du métier peut effectuer des variantes et des modifications tout en restant dans la portée et l'esprit de cette invention. 8 2809460 REVENDICATIONS 1. Compresseur du type comprenant une pluralité d'alésages de cylindre (4) et une pluralité d'ensembles de pistons montés coulissants en mouvement alternatif dans lesdits alésages de cylindre entre une position de point mort inférieur et une position de point mort supérieur, chacun desdits ensembles de pistons comprenant un piston (10) pourvu d'une portion de jupe (10c) à une première extrémité et présentant une première rainure (10a) sur sa paroi périphérique extérieure, au voisinage de sa deuxième extrémité opposée à la portion de jupe, un segment de piston (12) de forme tronconique étant inséré dans ladite première rainure (10a) de manière que son bord de plus grand diamètre s'ouvre vers la portion de jupe (O10c) et que son bord de plus petit diamètre soit en butée contre la surface de fond de ladite première rainure, caractérisé en ce qu'une deuxième rainure (4a) est formée sur la paroi intérieure d'au moins l'un desdits alésages de cylindre (4) et s'étend le long d'une ligne axiale entre une extrémité dudit alésage de cylindre (4) située côté chambre de vilebrequin du compresseur et une extrémité située à proximité de la position de point mort inférieur. 2. Compresseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la longueur de ladite deuxième rainure (4a) est supérieure à la longueur de mise en prise entre ledit alésage de cylindre (4) et ledit piston (10), lorsque ledit piston est à proximité du point mort inférieur. 3. Compresseur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit compresseur est du type à disque oscillant.