BE1014895A5 - Ensemble de compresseur a volutes a ajustement a force. - Google Patents
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Abstract
On assemble un compresseur à volutes (20) par ajustement à force de l'unité de pompe (22) et du palier inférieur dans le boîtier (38) externe généralement cylindrique. On augmente la force de retenue de l'ajustement à force en munissant à la fois la boîte de manivelle (24) et le support de palier de parties cylindriques. La force de retenue de l'ajustement à force est donc appliquée sur toute la périphérie des éléments. La structure améne de préférence le boîtier (38) externe au-delà de son point de déformation plastique, augmentant ainsi également la force de retenue. On peut utiliser de cette manière le procédé relativement simple d'ajustement à force pour assembler le compresseur à volutes (20) tout en obtenant encore une force de retenue acceptable.
Description
<Desc/Clms Page number 1> Ensemble de compresseur à volutes à ajustement à force. Arrière-plan de l'invention. La présente invention concerne un compresseur à volutes dans lequel les composants du boîtier sont ajustés à force dans le cylindre du boîtier. L'utilisation de compresseurs à volutes s'est largement répandue dans des applications de compression de réfrigérants. Dans un compresseur à volutes typique, deux éléments en volute ont chacun une base à convolution généralement spiralée qui s'étend depuis la base. L'un des deux éléments en volute gravite en orbite autour de l'autre et les convolutions s'emboîtent pour définir des chambres de compression. On assemble typiquement un compresseur à volutes en préparant une "unité de pompe" modulaire qui comprend les deux éléments en volute et une boîte de manivelle qui supporte la volute orbitante. L'unité de pompe est insérée dans un boîtier cylindrique sous la forme d'une unité modulaire pré-assemblée. On insère ensuite dans l'unité de pompe un arbre qui est supporté dans un palier inférieur. Dans le passé, on fixait les unités de pompe aux cylindres par de nombreux procédés différents. Par exemple, on soudait l'unité de pompe au cylindre. Comme autres exemples, on peut citer divers agencements de boulonnage, etc. De la même manière, on soudait typiquement le palier inférieur au cylindre. Ces assemblages connus étaient relativement chers et demandaient du temps. On a proposé comme procédé l'ajustement à force des composants dans le cylindre. Néanmoins, les boîtes de manivelle connues et les paliers inférieurs connus étaient non continus à leur périphérie externe. Lorsqu'on ajustait à force ces éléments non continus connus dans le boîtier, il y avait donc des joints ajustés à force sur une partie <Desc/Clms Page number 2> seulement de la circonférence totale interne du boîtier. Les ajustements avec serrage sur une partie seulement de la circonférence interne du boîtier entraînaient ce résultat que la carcasse prenait la forme de l'objet interne, ce qui provoquait d'autres problèmes d'assemblage. Les équations connues pour le calcul de la force de retenue d'un ajustement avec serrage montrent qu'un élément non continu a une force de retenue beaucoup plus faible qu'un élément ajusté à force généralement continu. De surcroît, la surface de contact globale entre les deux éléments à maintenir ensemble par un ajustement avec serrage affecte également la force de retenue. La structure des compresseurs de la technique antérieure qui était en contact avec le boîtier ne s'étendait pas sur une grande distance et avait donc des surfaces de retenue relativement petites. Cela entraînait à nouveau une force de retenue indésirablement faible. Dans les joints ajustés à force non continus de la technique antérieure, il n'y avait pas suffisamment de force de retenue comme seul moyen fiable pratiquement pour retenir les pièces. On n'a cependant jamais appliqué ces formules connues au concept de l'ajustement avec serrage de composants du boîtier dans des cylindres de compresseur à volutes. De plus, dans la technique antérieure, le boîtier externe ne se déformait pas au-delà de son point de déformation plastique. Au contraire, le boîtier était capable de fluer autour des zones de contact espacées. Cela affectait également la force de retenue. Résumé de l'invention. Dans une forme de réalisation décrite de <Desc/Clms Page number 3> l'invention, une partie de l'unité de pompe d'un compresseur à volutes est formée de manière à avoir une surface externe généralement cylindrique d'un diamètre légèrement supérieur au diamètre interne du cylindre qui doit recevoir l'unité de pompe. Cette unité de pompe peut ensuite être ajustée avec serrage dans le cylindre. Du fait que la partie de diamètre externe cylindrique est généralement continue, la force de retenue du joint d'ajustement avec serrage est au maximum. Le degré d'ajustement avec serrage a également pour effet de déformer le matériau du cylindre externe. En conséquence, on ne diminuera pas la force de retenue jusqu'à ce que la pression interne soit suffisamment élevée pour amener le matériau du cylindre externe à se déformer. On forme de manière similaire le palier inférieur avec une partie cylindrique qui est ajustée avec serrage dans le boîtier du cylindre. Dans une forme de réalisation préférée, la partie généralement cylindrique s'étend sur au moins 315 , de préférence 350 , mieux encore sur l'ensemble des 360 autour de l'axe central du compresseur. Ces plages définissent le terme "généralement", tel qu'on l'utilise dans cette demande et ses revendications. La Demanderesse a découvert qu'avec ces composants cylindriques, la force de retenue était suffisante et que l'on pouvait utiliser le procédé relativement simple d'assemblage par ajustement à force. Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, c'est la boîte de manivelle qui constitue la partie de l'unité de pompe possédant la partie périphérique externe généralement cylindrique qui doit être ajustée à force dans le boîtier du cylindre. On comprendra mieux ces caractéristiques et <Desc/Clms Page number 4> d'autres de l'invention à la lumière de la spécification et des dessins suivants, dont on donne ci-dessous une brève description. Brève description des dessins. La Fig. 1 est une vue en coupe transversale d'un compresseur à volutes selon l'invention. La Fig. 2A est une vue en perspective inférieure d'une boîte de manivelle comprise dans le compresseur à volutes selon l'invention. La Fig. 2B est une vue en perspective supérieure. La Fig. 3 est une vue en coupe transversale selon la ligne 3-3 de la Fig. 1. La Fig. 4 montre une étape intermédiaire dans l'assemblage du compresseur à volutes selon l'invention. Description détaillée d'une forme de réalisation préférée. La Fig. 1 montre un compresseur à volutes 20 recevant une unité de pompe 22 comprenant une boîte de manivelle 24, une volute orbitante 26 et une volute non orbitante ou volute fixe 28. En général, on pré- assemble l'unité de pompe 22 et on la monte dans le compresseur en une seule unité. Une coiffe d'extrémité 30 ferme l'extrémité supérieure du compresseur 20. Un montage de palier inférieur 32 reçoit un palier inférieur 34. Une coiffe d'extrémité inférieure 35 ferme l'extrémité inférieure du compresseur. Le palier 34 reçoit un arbre 36. Entre les coiffes d'extrémité 30 et 35, un boîtier de forme générale cylindrique 38 reçoit et enserre tous les composants 24,26, 28,30, 32,34, 36 et un moteur 39, comme le montre la Fig. 1. L'invention a pour but un procédé d'ajustement à force de l'unité de pompe 22 et du palier inférieur 32 dans le boîtier 38. <Desc/Clms Page number 5> Comme illustré dans les Fig. 2A et B, la boîte de manivelle 24 comprend des parties inférieures creuses 40 s'étendant à distance d'une partie intermédiaire de forme générale cylindrique 42 et des parties supérieures 43 s'étendant à distance de la partie généralement cylindrique 42. La partie 42 s'étend de préférence sur toute la périphérie de la boîte de manivelle 24. La partie 42 s'étend de préférence sur au moins 2,54 cm (1 pouce) le long de l'axe du compresseur. Comme on peut le voir, il entre dans le cadre de l'invention de prévoir des discontinuités 45 dans la partie 42. Les structures 40 et 43 sont conçues pour assurer diverses fonctions dans le compresseur et on trouve déjà ces structures dans la technique antérieure. C'est l'inclusion de la partie cylindrique intermédiaire 42 qui caractérise l'invention. Comme le montre la Fig. 3, la boîte de manivelle 24 a une partie 42 en contact avec la périphérie interne du boîtier 38, généralement sur toute sa périphérie. Dans les boîtes de manivelle ajustées à force de la technique antérieure, le contact ne se faisait que sur les parties espacées, telles que les parties 43. L'invention accroît la force de retenue en incluant la partie cylindrique. La partie cylindrique s'étend de préférence sur 360 autour d'un axe du compresseur. Toutefois on utilise le terme "généralement" dans cette demande pour montrer clairement qu'il peut y avoir une petite discontinuité dans le cadre de l'invention. En effet, des parties qui s'étendent sur 315 , de préférence sur plus de 350 , entrent dans le cadre de la description définie par l'expression "généralement cylindrique". Pour réaliser l'ajustement à force, la partie <Desc/Clms Page number 6> cylindrique 42 a un diamètre externe qui est supérieur au diamètre interne du boîtier 38. Dans une forme de réalisation, la différence entre les diamètres est de 0,51 mm (0,020 pouce). Comme illustré à la Fig. 4, l'unité de pompe 22 est initialement ajustée à force dans le boîtier cylindrique 38. On insère également le stator 39 du moteur à ce moment. Le support de palier 32 est ajusté à force dans l'extrémité inférieure du boîtier 38 et, ensuite, l'arbre 36 est inséré dans le compresseur 20 avec le rotor du moteur. On peut ensuite assembler les coiffes d'extrémité. Le support de palier 32 a également une partie cylindrique complète et a un diamètre externe qui est supérieur au diamètre interne du boîtier 38. En utilisant les parties cylindriques complètes sur le support de palier inférieur 32 et la boîte de manivelle 24, l'invention assure une force de retenue beaucoup plus grande que ce n'était le cas dans la technique antérieure. Cette force de retenue plus élevée entraîne une plus grande fiabilité de ces procédés de fixation par rapport à ceux de la technique antérieure. Le procédé de fixation selon l'invention déforme de préférence le cylindre au-delà de son point de déformation plastique. En fait, on sélectionne les dimensions d'ajustement de telle manière que, lorsque la boîte de manivelle et le support de palier inférieur sont ajustés à force dans le boîtier cylindrique, le boîtier cylindrique se déforme au-delà de son point de déformation plastique. Cela permet en outre d'obtenir une force de retenue très élevée, si bien qu'on pourra utiliser l'invention pratiquement. L'invention est susceptible d'apporter des avantages dans n'importe quel compresseur à volutes à ajustement avec serrage. L'ajustement avec serrage pourrait être un ajustement à force ou un ajustement <Desc/Clms Page number 7> par frettage à chaud. On a décrit une forme de réalisation préférée de l'invention, toutefois un expert en la technique reconnaîtra que certaines modifications entrent dans le cadre de l'invention. C'est pourquoi on étudiera les revendications suivantes afin de déterminer le cadre et le contenu réels de l'invention.
Claims (17)
1.- Procédé d'assemblage d'un compresseur à volutes (20) comprenant les étapes de : mise en #uvre d'une unité de pompe (22) comprenant une boîte de manivelle (24), une première volute (26) et une seconde volute (28) entre ladite boîte de manivelle (24) et ladite première volute (26), mise en oeuvre d'un boîtier (38) ayant une surface interne cylindrique et formant une surface généralement cylindrique sur ladite boîte de manivelle (24) ou ladite première volute (26), ladite surface cylindrique ayant un premier diamètre externe et ledit boîtier cylindrique (38) ayant un second diamètre interne, et ledit premier diamètre externe étant supérieur audit second diamètre interne, et ensuite ajuster par un ajustement avec serrage de ladite unité de pompe (22) dans ledit boîtier (38) pour fixer ladite unité de pompe (22)
dans ledit boîtier cylindrique (38), ledit ajustement avec serrage provoquant la déformation dudit boîtier (38) au-delà de son point de déformation plastique.
2. - Procédé selon la revendication 1, dans lequel ladite surface cylindrique est formée sur ladite boîte de manivelle (24).
3.- Procédé d'assemblage d'un compresseur à volutes (20) comprenant les étapes de : mise en #uvre d'une unité de pompe (22) comprenant une boîte de manivelle (24), une première volute (26) et une seconde volute (28) entre ladite boîte de manivelle (24) et ladite première volute (26), mise en oeuvre d'un boîtier (38) ayant une surface interne cylindrique et formant une surface généralement cylindrique sur ladite boîte de manivelle
<Desc/Clms Page number 9>
(24) ou ladite première volute (26), ladite surface cylindrique ayant un premier diamètre externe et ledit boîtier cylindrique (38) ayant un second diamètre interne, et ledit premier diamètre externe étant supérieur audit second diamètre interne, et ensuite ajuster par un ajustement avec serrage de ladite unité de pompe (22) dans ledit boîtier (38)
pour fixer ladite unité de pompe (22) dans ledit boîtier cylindrique (38), dans lequel ladite surface cylindrique est formée dans la boîte de manivelle et un support de palier inférieur est également pourvu d'une surface externe cylindrique et ledit support de palier inférieur est ajusté à force dans ledit boîtier cylindrique (38).
4. - Procédé selon la revendication 3, dans lequel ledit ajustement avec serrage provoque la déformation dudit boîtier (38) au-delà de son point de déformation plastique.
5.- Procédé d'assemblage d'un compresseur à volutes (20) comprenant les étapes de : mise en oeuvre d'une unité de pompe (22) comprenant une boîte de manivelle (24), une première volute (26) et une seconde volute (28) entre ladite boîte de manivelle (24) et ladite première volute (26), mise en oeuvre d'un moteur (39) et d'un arbre (36), ledit arbre (36) étant raccordé pour entraîner ladite seconde (28) volute par rapport à ladite première volute (26), mise en oeuvre d'un support de palier inférieur pour ledit arbre (36) à un endroit situé sous ledit moteur (39), ledit support de palier présentant une surface externe généralement cylindrique ayant un diamètre externe, et mise en oeuvre d'un boîtier (38) ayant une surface interne cylindrique,
ladite surface
<Desc/Clms Page number 10>
interne cylindrique ayant un diamètre interne qui est inférieur audit diamètre externe de ladite surface généralement cylindrique dudit support de palier, et ensuite ajuster par un ajustement avec serrage ledit support de palier inférieur dans ledit boîtier (38) pour fixer ledit support de palier inférieur dans ledit boîtier (38).
6. - Compresseur à volutes (20) comprenant : un premier élément en volute et un second élément en volute, chacun desdits premier et second éléments en volute étant formé d'une base et d'une convolution généralement spiralée qui s'étend depuis ladite base, lesdites convolutions spiralées desdits premier et second éléments en volute s'emboîtant pour définir des chambres de compression et ledit second élément en volute étant entraîné pour graviter en orbite par rapport audit premier élément en volute, une boîte de manivelle (24) pour supporter ledit second élément en volute, ladite boîte de manivelle (24) ayant une partie de surface externe généralement cylindrique d'un premier diamètre, un boîtier cylindrique (38) recevant ladite boîte de manivelle (24) et ayant un diamètre interne d'un second diamètre,
ledit premier diamètre étant supérieur audit second diamètre et ladite boîte de manivelle (24) étant ajustée avec serrage dans ledit boîtier cylindrique (38), un arbre (36) entraîné par un moteur (39) et servant à faire graviter en orbite ledit second élément en volute, ledit arbre (36) étant supporté à une extrémité éloignée dudit second élément en volute dans un palier, et un support de palier étant ajusté à force dans ledit boîtier cylindrique (38) pour supporter ledit palier, ledit support de palier ayant une partie de surface externe généralement cylindrique.
<Desc/Clms Page number 11>
7.- Compresseur à volutes (20) selon la revendication 6, dans lequel ladite partie généralement cylindrique s'étend sur au moins 350 autour d'un axe dudit compresseur à volutes (20).
8. - Compresseur à volutes (20) comprenant : un premier élément en volute et un second élément en volute, chacun desdits premier et second éléments en volute étant formé d'une base et d'une convolution généralement spiralée qui s'étend depuis ladite base, lesdites convolutions spiralées desdits premier et second éléments en volute s'emboîtant pour définir des chambres de compression et ledit second élément en volute étant entraîné pour graviter en orbite par rapport audit premier élément en volute, une boîte de manivelle (24) pour supporter ledit second élément en volute, ladite boîte de manivelle (24) ayant une partie de surface externe généralement cylindrique d'un premier diamètre, un boîtier cylindrique (38) recevant ladite boîte de manivelle (24) et ayant un diamètre interne d'un second diamètre,
ledit premier diamètre étant supérieur audit second diamètre et ladite boîte de manivelle (24) étant ajustée avec serrage dans ledit boîtier cylindrique (38), dans lequel ladite boîte de manivelle (24) a des parties non continues s'étendant axialement de ladite partie généralement cylindrique dans les deux sens axiaux.
9. - Compresseur à volutes (20) selon la revendication 8, dans lequel ladite partie généralement cylindrique s'étend sur 360 autour d'un axe dudit compresseur à volutes (20).
<Desc/Clms Page number 12>
10. - Compresseur à volutes (20) comprenant : un premier élément en volute et un second élément en volute, chacun desdits premier et second éléments en volute étant formé d'une base et d'une convolution généralement spiralée qui s'étend depuis ladite base, lesdites convolutions spiralées desdits premier et second éléments en volute s'emboîtant pour définir des chambres de compression et ledit second élément en volute étant entraîné pour graviter en orbite par rapport audit premier élément en volute, une boîte de manivelle (24) pour supporter ledit second élément en volute, ladite boîte de manivelle (24) ayant une partie de surface externe généralement cylindrique d'un premier diamètre, un boîtier cylindrique (38) recevant ladite boîte de manivelle (24) et ayant un diamètre interne d'un second diamètre,
ledit premier diamètre étant supérieur audit second diamètre et ladite boîte de manivelle (24) étant ajustée avec serrage dans ledit boîtier cylindrique (38), dans lequel ledit boîtier cylindrique (38) est amené au-delà de son point de déformation plastique par ledit joint d'ajustement avec serrage.
11.- Compresseur à volutes (20) selon la revendication 10, dans lequel un arbre (36) entraîné par un moteur (39) et servant à faire graviter en orbite ledit second élément en volute, ledit arbre (36) étant supporté à une extrémité éloignée dudit second élément en volute dans un palier, et un support de palier étant ajusté à force dans ledit boîtier cylindrique (38) pour supporter ledit palier, ledit support de palier ayant une partie de surface externe généralement cylindrique.
12. - Compresseur à volutes (20) comprenant :
<Desc/Clms Page number 13>
un premier élément en volute et un second élément en volute, chacun desdits premier et second éléments en volute étant formé d'une base et d'une convolution généralement spiralée qui s'étend depuis ladite base, lesdites convolutions spiralées desdits premier et second éléments en volute s'emboîtant pour définir des chambres de compression, et ledit second élément en volute étant entraîné pour graviter en orbite par rapport audit premier élément en volute par un arbre (36) entraîné par un moteur (39), un boîtier cylindrique (38) et un moteur (39) logés dans ledit boîtier cylindrique (38), ledit boîtier cylindrique (38) ayant un diamètre interne d'un second diamètre, un support de palier inférieur étant positionné sur un côté dudit moteur (39)
opposé auxdits premier et second éléments en volute et supportant une extrémité dudit arbre (36), ledit support de palier inférieur ayant une partie généralement cylindrique d'un premier diamètre externe qui est supérieur audit second diamètre externe et ledit support de palier inférieur étant ajusté avec serrage dans ledit boîtier cylindrique (38).
13. - Compresseur à volutes (20) selon la revendication 12, dans lequel ladite partie généralement cylindrique s'étend sur au moins 350 autour d'un axe dudit compresseur à volutes (20).
14. - Compresseur à volutes (20) selon la revendication 13, dans lequel ladite partie généralement cylindrique s'étend sur 360 autour d'un axe dudit compresseur à volutes (20).
15. - Compresseur à volutes (20) selon la revendication 12, dans lequel ledit boîtier cylindrique
<Desc/Clms Page number 14>
(38) est amené au-delà de son point de déformation plastique par ledit joint d'ajustement avec serrage.
16. - Procédé d'assemblage d'un compresseur à volutes (20) comprenant les étapes de : mise en oeuvre d'une unité de pompe (22) comprenant une boîte de manivelle (24), une première volute (26) et une seconde volute (28) entre ladite boîte de manivelle (24) et ladite première volute (26), mise en oeuvre d'un boîtier (38) ayant une surface interne cylindrique et ladite surface interne cylindrique ayant un diamètre interne qui est inférieur à un diamètre externe de l'une de ladite boîte de manivelle (24) ou de ladite première volute (26), et ensuite ajuster avec serrage de ladite unité de pompe (22) dans ledit boîtier cylindrique (38) pour fixer ladite unité de pompe (22) dans ledit boîtier cylindrique (38), ledit ajustement avec serrage étant conçu de telle sorte que l'ajustement avec serrage de ladite unité de pompe (22) dans ledit boîtier (38)
provoque la déformation dudit boîtier (38) au-delà de son point de déformation plastique.
17. - Procédé selon la revendication 16, dans lequel un support de palier inférieur supporte une extrémité d'un arbre (36) qui entraîne ladite volute orbitante (26), ledit support de palier inférieur étant également ajusté avec serrage dans ledit boîtier cylindrique (38) et ledit ajustement avec serrage dudit support de palier inférieur provoquant également la déformation dudit boîtier (38) au-delà de son point de déformation plastique.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| RE | Patent lapsed |
Effective date: 20101031 |