Brevet FR2817922A1 — publié le 20020614

COMPRESSEURS DE TYPE A VOLUTES DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne des compresseurs de type à volutes. ETAT ANTERIEUR DE LA TECHNIQUE Un compresseur de type à volutes connu comprend un corps en volute fixe et un corps en volute orbital à l'intérieur d'un carter. Le corps en volute fixe comprend un premier plateau d'extrémité et un premier élément spiral qui s'étend dans le sens axial à partir de celuici. Le corps en volute orbital comprend un second plateau d'extrémité et un second élément spiral qui s'étend dans le sens axial à partir de celui-ci. Le premier élément spiral et le second élément spiral s'emboîtent l'un à l'autre avec un décalage angulaire et radial pour former une pluralité de contacts linéaires définissant au moins une paire de poches de liquide étanches. Le corps en volute orbital tourne dans un mouvement orbital par rapport au corps en volute fixe. Les poches de liquide étanches se déplacent radialement vers l'intérieur en raison du mouvement orbital du corps en volute orbital. Les poches diminuent également de volume, compressant ainsi le gaz réfrigérant. Une pluralité d'ouvertures de dérivation pour évacuer de l'huile contenue dans le gaz réfrigérant est formée à travers le premier plateau d'extrémité du corps en volute fixe. Un joint d'extrémité est intégré dans une partie d'extrémité avant de l'élément spiral du corps en volute orbital. Diverses mesures ont été prises pour réduire les interférences entre le joint d'extrémité et les ouvertures de dérivation. Ces mesures comprennent des modifications apportées aux portions du joint d'extrémité faisant face aux ouvertures de dérivation. Des exemples de ces compresseurs de type à volute connus sont décrits dans la Publication japonaise de la demande de brevet non examinée N H11-148472 et dans la Publication japonaise de demande de modèle d'utilité N S61-17490 et S61-41882. Dans le compresseur du type à volutes décrit dans la Publication japonaise de la demande de brevet non examinée N H11-148472, l'interférence entre le joint d'extrémité 100 et la pluralité d'ouvertures de dérivation est évitée en divisant le joint d'extrémité 100 en une pluralité de segments, comme cela est décrit sur la figure 1. En outre, dans le compresseur de type à volutes décrit dans la Publication 2 2817922 japonaise de demande de modèle utilitaire N S61-17490, l'interférence entre le joint d'extrémité 100' et la pluralité d'ouvertures de dérivation est évitée en prévoyant une pluralité de portions concaves 100'a formées sur une extrémité avant du joint d'extrémité 100', comme cela est décrit dans les figures 2a et 2b. En outre, dans le compresseur de type à volutes décrit dans la Publication japonaise de demande de modèle utilitaire N S61-41882, l'interférence entre le joint d'extrémité 100" et la pluralité d'ouvertures de dérivation est évitée en utilisant une pluralité de portions entaillées 100"b formées sur les parois latérales du joint d'extrémité 100", comme cela est décrit dans les figures 3a et 3b. Ainsi, en évitant l'interférence entre le joint d'extrémité 100 (100' ou ') et les ouvertures de dérivation, l'usure de ce joint due au contact entre celui-ci et les ouvertures de dérivation peut être réduite ou éliminée. Le joint d'extrémité peut être fait en polytétrafluoroéthylène (PTFE) par exemple. Toutefois, dans le compresseur de type à volutes de la Publication japonaise de la demande de brevet non examinée N H 11-148472, dans laquelle le joint d'extrémité 100 sur la partie d'extrémité avant du second élément spiral du corps en volute orbital est séparé en une pluralité de segments, le temps de fabrication pour former une gorge qui reçoit le joint d'extrémité segmenté est important. En outre, un temps supplémentaire de fabrication peut être requis pour intégrer le joint d'extrémité segmenté 100 dans la partie d'extrémité avant du second élément spiral. Il faut encore ajouter un temps requis pour la gestion du stock de joints d'extrémité segmentés 100 en raison de l'augmentation du nombre de parties du joint d'extrémité segmenté 100. De plus, le joint d'extrémité 100 peut être fixé de manière incorrecte. De plus, la performance de ce compresseur de type à volutes peut diminuer en raison d'une fuite de gaz réfrigérant à travers des portions défectueuses du joint d'extrémité 100, formées avec des erreurs dans la fabrication du joint d'extrémité 100. De la même manière, dans les compresseurs de la Publication japonaise de demande de modèle utilitaire N S61-17490 et la Publication japonaise de demande de modèle utilitaire N S61-41882, la performance de ces compresseurs à volutes peut diminuer en raison de fuites de gaz réfrigérant entre les poches de liquide à travers les portions concaves 100'a du joint 3 2817922 d'extrémité 100' ou de portions entaillées 100"b du joint d'extrémité ". RESUME DE L'INVENTION Un besoin se fait donc sentir pour simplifier la fabrication de joints d'extrémité et réduire les fuites dans les compresseurs de type à volutes connus comprenant un plateau d'extrémité d'un corps en volute fixe présentant des ouvertures de dérivation et une partie d'extrémité avant d'un élément spiral d'un corps en volute orbital muni d'un joint d'extrémité. Dans un mode de réalisation de la présente invention, un compresseur de type à volutes comprend un carter, un corps en volute fixe, un corps en volute orbital, un mécanisme d'entraînement et un mécanisme de prévention de rotation. Le carter est muni d'un orifice de sortie et d'un orifice d'entrée. Le corps en volute fixe comprend un premier plateau d'extrémité et un élément spiral formé sur ce plateau. L'élément spiral s'étend à partir d'une première face du premier plateau d'extrémité. Le corps en volute fixe est fixé au carter. Le corps en volute orbital comprend un second plateau d'extrémité et un élément spiral formé sur ce plateau. L'élément spiral s'étend à partir d'une première face du second plateau d'extrémité. Les éléments spiraux s'emboîtent l'un à l'autre avec un décalage angulaire et radial pour former une pluralité de contacts linéaires définissant au moins une paire de poches de liquide étanches. Le mécanisme d'entraînement comprend un arbre d'entraînement soutenu de manière rotative par le carter. La rotation de l'arbre d'entraînement entraîne un mouvement orbital du corps en volute orbital pour ainsi changer un volume des poches de liquide. Un mécanisme de prévention de rotation empêche le corps en volute orbital de tourner. Une pluralité d'ouvertures de dérivation sont formées à travers le premier plateau d'extrémité du corps en volute fixe. Un joint d'extrémité réalisé en sulfure de polyphénylène ou de polyétheréthercétone est intégré dans une partie d'extrémité avant de l'élément spiral du corps en volute orbital. Les objets, fonctions et avantages des modes de réalisation de cette invention apparaîtront et seront compris par l'homme du métier à partir de la description suivante des modes de réalisation préférés en référence aux dessins ci-joints dans lesquels 4 2817922 BREVE DESCRIPTION DES FIGURES la figure 1 est une vue de face du joint d'extrémité utilisé dans un compresseur à volutes connu; la figure 2a est une vue de face d'un joint d'extrémité utilisé dans un autre compresseur à volutes connu; la figure 2b est une vue transversale prise le long de la ligne B-B de la figure 2a; la figure 3a est une vue de face d'un joint d'extrémité utilisé dans un autre compresseur à volute connu; la figure 3b est une vue transversale prise le long de la ligne B-B de la figure 3a; la figure 4 est une vue transversale, longitudinale d'un compresseur à volutes, selon un mode de réalisation de la présente invention; et la figure 5 est une vue de face du joint d'extrémité utilisé dans le compresseur à volutes de la figure 4. DESCRIPTION DETAILLEE DE MODES DE REALISATION PREFERES En se référant à la figure 4, un compresseur de type à volutes 50 selon un mode de réalisation de la présente invention est illustré. Ce compresseur comprend un corps en volute fixe 1 et un corps en volute orbital 2 montés dans un carter comprenant un carter arrière 4 et un carter avant 6. Le corps en volute fixe 1 comprend un premier plateau d'extrémité en forme de disque la et un premier élément spiral lb s'étendant à partir d'une première face dudit plateau. Le corps en volute orbital 2 comprend un second plateau d'extrémité en forme de disque 2a et un second élément spiral 2b s'étendant à partir d'une première face dudit plateau. Le premier élément spiral lb et le second élément spiral 2b sont en forme de courbe développante. L'élément spiral lb du corps en volute fixe 1 et l'élément spiral 2b du corps en volute orbital 2 s'emboîtent l'un dans l'autre avec un décalage angulaire et radial pour former une pluralité de contacts linéaires, lesquels définissent au moins une palre de poches de liquide étanches 3 entre les éléments spiraux lb et 2b. Le carter arrière 4 est fixé au carter avant 6 par une pluralité de boulons 22a pour former une chambre d'évacuation 5 sur le côté arrière du corps en volute fixe 1. Un carter principal 21 est fixé au corps en volute fixe 1 par une pluralité de boulons 22b pour former une chambre de manivelle 7 sur le côté arrière du corps en volute orbital 2. 2817922 Un arbre d'entraînement 8 est disposé dans le carter avant 6 et dans le carter principal 21 le long d'une ligne axiale X. Une extrémité de l'arbre d'entraînement 8 est soutenue de manière rotative dans le carter principal 21 par un roulement radial 9. Une autre extrémité de l'arbre d'entraînement 8 fait saillie vers l'extérieur par le carter avant 6. Un embrayage électromagnétique 10, qui est soutenu de manière rotative par le carter avant 6 par le biais d'un roulement radial 11 est raccordé à l'arbre d'entraînement 8. Une broche excentrique 12 est fixée à une autre extrémité de l'arbre d'entraînement 8 et fait saillie dans une direction parallèle à l'axe de l'arbre d'entraînement 8. La broche excentrique 12 est insérée dans une douille excentrique 13, laquelle est montée rotative, grâce à un roulement radial 14, sur un bossage en forme d'anneau 2c faisant saillie sur une seconde face du second plateau d'extrémité 2a. Un mécanisme de prévention de rotation 16, qui peut être un coupleur Oldham, est monté entre la seconde face du second plateau d'extrémité 2a et une surface d'extrémité du carter principal 21. Le mécanisme de prévention de rotation 16 empêche la rotation du corps en volute orbital 2 mais permet son mouvement orbital avec un rayon orbital prédéterminé par rapport au centre du corps en volute fixe 1. Une pluralité d'ouvertures de dérivation lc sont formées à travers le premier plateau d'extrémité la pour faire communiquer les poches de liquide 3 et la chambre d'évacuation 5. Un premier joint d'extrémité 17 est intégré dans une partie d'extrémité avant du premier élément spiral lb. Un second joint d'extrémité 18 est intégré dans une partie d'extrémité avant du second élément spiral 2b. Le second joint d'extrémité 18 peut être réalisé en sulfure de polyphénylène (PPS) ou en polyétheréthercétone (PEEK). Comme cela est illustré sur la figure 5, le second joint d'extrémité 18 a une forme courbe de développante continue et il n'est ni segmenté comme l'est le joint d'extrémité 100 du compresseur de type à volutes connu de la figure 1, ni pourvu de portions concaves sur son extrémité avant, ni pourvu de portions entaillées sur sa paroi latérale. En fonctionnement, lorsqu'une force d'entraînement est transmise depuis une source d'entraînement externe (par exemple un moteur de véhicule non illustré) par l'intermédiaire de l'embrayage électromagnétique 10, l'arbre d'entraînement 8 est entraîné en rotation. 6 2817922 Le corps en volute orbital 2, qui est soutenu par la broche excentrique 12, est entraîné dans un mouvement orbital par la rotation de l'arbre d'entraînement 8. Lorsque le corps en volute orbital 2 est entraîné dans ce mouvement orbital par rapport à la ligne axiale X, les poches de liquide 3 se déplacent depuis des portions extérieures ou périphériques des éléments spiraux vers la portion centrale des éléments spiraux. Le gaz réfrigérant, qui entre dans le compresseur 50 par un orifice d'entrée 19 formé dans le carter avant 6 s'écoule dans l'une des poches de liquide 3. Lorsque les poches de liquide 3 se déplacent depuis les portions extérieures des éléments spiraux vers la portion centrale des éléments spiraux, le volume des poches de liquide 3 est réduit et le gaz réfrigérant présent dans les poches de liquide est compressé. Le gaz réfrigérant compressé qui est confiné à l'intérieur des poches de liquide 3 se déplace à travers un orifice d'évacuation ld formé dans le premier plateau d'extrémité la du corps en volute fixe 1, près du centre de ce plateau. Le gaz d'évacuation déplace une soupape flexible 23a retenue par un dispositif de retenue de soupape 23b et est évacué dans la chambre d'évacuation 5. Finalement, le gaz réfrigérant compressé est évacué dans un circuit réfrigérant externe (non illustré) par un orifice de sortie 20 formé dans le carter arrière 4. Lorsque le gaz réfrigérant contenu dans les poches de liquide 3 se déplace vers la portion centrale des éléments spiraux, l'huile lubrifiante qui est présente dans le gaz réfrigérant peut être évacuée par la pluralité d'ouvertures de dérivation lc vers la chambre d'évacuation 5. Par conséquent, la compression de l'huile lubrifiante peut être réduite ou éliminée. Ainsi, les dommages aux composants du véhicule peuvent être réduits ou éliminés. Dans le compresseur de type à volutes 50, la matière du joint d'extrémité 18 peut être le sulfure de polyphénylène (PPS) ou le polyétheréthercétone (PEEK). Chacune de ces matières présente un degré relativement élevé de dureté, supérieur à celui de la matière qui est utilisée pour les joints d'extrémité dans les compresseurs de type à volutes connus, telle que le polytétrafluoroéthylène (PTFE). Par conséquent, même si le second joint d'extrémité 18 entre en contact avec une ouverture de l'une des ouvertures de dérivation lc, son usure sera réduite ou éliminée. De plus, l'interférence entre le second joint d'extrémité 18 et les ouvertures de dérivation lc n'a pas besoin d'être 7 2817922 évitée dans le compresseur de type à spirale 50 de la présente invention. Par conséquent, il n'est plus nécessaire de segmenter le second joint d'extrémité 18. De la même manière, il n'est plus nécessaire de former des portions concaves sur une partie d'extrémité avant du second joint d'extrémité 18 ou de former des portions entaillées sur une paroi latérale du second joint d'extrémité 18. Par conséquent, les problèmes rencontrés dans les compresseurs de type à volutes connus peuvent être évités dans le compresseur de type à volutes 50 de la présente invention. Bien que la présente invention ait été décrite en rapport avec les modes de réalisation préférés, la présente invention n'y est pas limitée. Des variations et modifications peuvent être apportées à ces modes de réalisation, dans le cadre et l'esprit de cette invention. 8 2817922 REVENDICATIONS 1. Compresseur de type à volutes comprenant: un carter comprenant un orifice de sortie (20) et un orifice d'entrée (19); un corps en volute fixe (1) comprenant un premier plateau d'extrémité (la) et un élément spiral (lb) formé sur ledit plateau et s'étendant depuis une première face dudit plateau (la), ledit corps en volute fixe (1) étant fixé audit carter; un corps en volute orbital (2) comprenant un second plateau d'extrémité (2a) et un élément spiral (2b) formé sur ledit plateau et s'étendant depuis une première face dudit (2a), ledit élément spiral (2b) dudit corps en volute orbital (2) s'emboîtant l'élément spiral (lb) dudit corps en volute fixe (1) avec un décalage angulaire et radial pour former une pluralité de contacts linéaires définissant au moins une paire de poches de liquide étanches (3); un mécanisme d'entraînement comprenant un arbre d'entraînement (8) soutenu de manière rotative par ledit carter pour entraîner en mouvement orbital ledit corps en volute orbital (2), de manière à changer le volume desdites poches de liquide (3); et un mécanisme de prévention de rotation (16) empêchant ledit corps en volute orbital (2) de tourner, caractérisé en ce qu'une pluralité d'ouvertures de dérivation (lc) est formée à travers le premier plateau d'extrémité (la) dudit corps en volute fixe (1), et en ce qu'un joint d'extrémité (18) réalisé en une matière présentant un degré de dureté supérieur à celui du polytétrafluoroéthylène est intégré dans une partie d'extrémité avant de l'élément spiral (2b) dudit corps en volute orbital (2). 2. Compresseur de type à volutes selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite matière est le sulfure de polyphénylène. 3. Compresseur de type à volutes selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite matière est le polyétheréthercétone. 4. Compresseur de type à volutes comprenant: un carter comprenant un orifice de sortie (20) et un orifice d'entrée (19); un corps en volute fixe (1) comprenant un premier plateau d'extrémité (la) et un élément spiral (lb) formé sur ledit plateau et 9 2817922 s'étendant depuis une première face dudit plateau, ledit corps en volute fixe (1) étant fixé audit carter; un corps en volute orbital (2) comprenant un second plateau d'extrémité (2a) et un élément spiral (2b) formé sur ledit plateau et s'étendant depuis une première face dudit second plateau, ledit élément spiral (2b) dudit corps en volute orbital (2) s'emboîtant avec l'élément spiral (lb) dudit corps en volute fixe (1) avec un décalage angulaire et radial pour former une pluralité de contacts linéaires définissant au moins une paire de poches de liquide étanches (3); un mécanisme d'entraînement comprenant un arbre d'entraînement (8) soutenu de manière rotative par ledit carter pour entraîner en mouvement orbital ledit corps en volute orbital (2) afin de changer le volume desdites poches de liquide (3); et un mécanisme de prévention de rotation (16) empêchant ledit corps en volute orbital (2) de tourner, caractérisé en ce qu'une pluralité d'ouvertures de dérivation (lc) est formée à travers ledit premier plateau d'extrémité (la) dudit corps en volute fixe (1), et en ce qu'un joint d'extrémité (18) en polyétheréthercétone est intégré dans une partie d'extrémité avant dudit élément spiral (2b) dudit corps en volute orbital (2). 5.Compresseur de type àvolutes comprenant: un carter comprenant un orifice de sortie (20) et un orifice d'entrée (19); un corps en volute fixe (1) comprenant un premier plateau d'extrémité (la) et un élément spiral (lb) formé sur ledit plateau et s'étendant depuis une première face dudit premier plateau, ledit corps en volute fixe (1) étant fixé audit carter; un corps en volute orbital (2) comprenant un second plateau d'extrémité (2a) et un élément spiral (2b) formé sur ledit plateau et s'étendant depuis une première face dudit second plateau, ledit élément spiral (2b) dudit corps en volute orbital (2) s'emboîtant dans ledit élément spiral (lb) dudit corps en volute fixe (1) avec un décalage angulaire et radial pour former une pluralité de contacts linéaires définissant au moins une paire de poches de liquide étanches (3); un mécanisme d'entraînement comprenant un arbre d'entraînement (8) soutenu de manière rotative par ledit carter pour 2817922 entraîner en mouvement orbital ledit corps en volute orbital (2) afin de changer le volume desdites poches de liquide (3); et un mécanisme de prévention de rotation (16) empêchant ledit corps en volute orbital (2) de tourner, caractérisé en ce qu'une pluralité d'ouvertures de dérivation (lc) est formée à travers ledit premier plateau d'extrémité (la) dudit corps en volute fixe (1), et en ce qu'un joint d'extrémité (18) en sulfure de polyphénylène est intégré dans une partie d'extrémité avant dudit élément spiral (2b) dudit corps en volute orbital (2).