FR2470267A1

FR2470267A1 - Compresseur a piston roulant

Info

Publication number: FR2470267A1
Application number: FR8024765A
Authority: FR
Inventors: Adalbert Stenzel
Original assignee: Bitzer Kuehlmaschinenbau GmbH and Co KG
Current assignee: Bitzer Kuehlmaschinenbau GmbH and Co KG
Priority date: 1979-11-21
Filing date: 1980-11-21
Publication date: 1981-05-29
Also published as: FR2470267B1; US4397618A; GB2065778B; JPS57113996A; GB2065778A; DE2946906C2; DE2946906A1

Abstract

DANS CE COMPRESSEUR A PISTON ROULANT, LE DISPOSITIF D'IMMOBILISATION DU VOLET SEPARATEUR 6 EN POSITION HAUTE COMPREND: UN CLIQUET 14 POUVANT S'ENGAGER DANS UN TROU 17 DU VOLET. LA SURFACE 18 PAR LAQUELLE LE VOLET 6 S'APPUIE SUR LE CLIQUET 14 EST INCLINEE, DE MEME QUE LA FACE DU CLIQUET SUR LAQUELLE LA SURFACE DE PORTEE PREND APPUI. LE VOLET 6 FAIT LEGEREMENT SAILLIE DANS LA CAVITE 2 DU CARTER LORSQU'IL EST IMMOBILISE PAR LE CLIQUET ET IL EST REPOUSSE LEGEREMENT VERS LE HAUT A CHAQUE TOUR DU PISTON. LE CLIQUET 14 NE PEUT IMMOBILISER LE VOLET 6 QUE LORSQUE CELUI-CI EST EN POSITION HAUTE. LORS DE SON RETRAIT COMMANDE PAR L'ELECTRO-AIMANT 19, 20, LE CLIQUET NE PEUT RECULER QUE LORSQU'IL EST LIBERE DU FROTTEMENT DU VOLET 6 LORSQUE CE VOLET EST REPOUSSE PAR LE PISTON.

Description

La présente-invention se rapporte à un compres-

seur à piston roulant comportant un carter à section circulaire, un piston roulant monté à l'intérieur de ce

carter, librement rotatif sur un arbre à excentrique en-

traîné, qui roule contre la surface interne de la paroi du carter lors de la rotation de l'arbre, au moins un

volet séparateur monté coulissant dans le carter, ap-

pliqué élastiquement contre la périphérie du piston roulant par l'action d'un ressort, qui est disposé entre une ouverture d'entrée prévue pour l'aspiration d'un fluide à comprimer et une ouverture de sortie prévue pour le refoulement du fluide comprimé, et auquel est combiné un dispositif servant à arrêter le volet séparateur dans une position dans laquelle son bord libre du moins pendant une partie du mouvement de ce piston n'est pas

appuyé sur la périphérie du piston roulant, le disposi-

tif d'arrêt comprenant une tige qui peut se déplacer en translation transversalement au guide du volet séparateur et qui peut coulisser entre une première position dans laquelle la tige libère le volet séparateur et une deuxième position dans laquelle elle verrouille le volet séparateur dans une position écartée du piston roulant. Il est déjà connu que l'on peut agir sur le rendement d'un compresseur à piston roulant en arrêtant dans sa position éloignée du piston roulant le volet séparateur coulissant qui assure la division du volume intermédiaire. Dans les compresseurs à piston roulant du genre décrit au début, il s'établit alors un court circuit, c'est-à-dire que le compresseur à piston roulant travaille à vide (Josef RUedi "Ein neuer Rollkompressor aus der Schweiz" dans "Thema des Monats-Technik" dans

Ki 10/74, pages 421 à 424).

Il est prévu dans ce document que le volet sépa-

rateur est immobilisé dans sa position de point mort haut lorsque le compresseur doit travailler à vide. On

n'y trouve pas la description d'un dispositif spécial

utilisé pour assurer l'immobilisation du volet séparateur

dans cette position.

Par ailleurs, il est connu, par le rapport annuel du BMFT 1978 (Projet de Recherche ET 5079 A, page 442),

qu'il est possible de régler la puissance d'un compres-

seur à piston roulant comportant plusieurs volets sépara- teurs lorsqu'on peut immobiliser les volets séparateurs au point mort haut au moyen d'un dispositif approprié (par exemple pneumatique ou magnétique). On ne trouve

pas non plus dans cette publication de description d'un

dispositif capable d'assurer cette immobilisation.

Pour immobiliser le volet séparateur, il est déjà

connu de prévoir une tige qui peut être engagé perpendi-

culairement dans le trajet du volet séparateur (JP-A 2 Publication 52-53107). Cette tige coince le volet dans la position qu'il occupe à ce moment. Cette construction présente, d'une part, l'inconvénient de bloquer le volet séparateur dans une position quelconque, c'est-à-dire qu'elle ne permet pas d'immobiliser le volet dans une position définie de hauteur maximum. Si le volet est bloqué dans une position intermédiaire, le piston roulant heurte dans sa rotation l'extrémité libre de ce volet et repousse ce dernier jusqu'à sa position extrême supérieure,

alors que la tige reste pressée contre le volet sépara-

teur pendant tout la course de translation. Ceci a pour effet, d'une part, de faire exercer de grandes forces sur le piston roulant par le volet séparateur et, d'autre part, il se produit une sollicitation considérable dans la région de glissement entre la tige et le volet séparateur. Dans un autre dispositif d'immobilisation du volet séparateur, il est prévu un élément d'immobilisation monté rotatif sur le carter, et comportant une saillie

venant en prise avec le volet (brevet français 981 898).

Lors de dégagement de ce dispositif d'immobilisation, qui peut se produire dans n'importe quelle phase, le volet séparateur peut venir frapper la périphérie du piston roulant sous l'action du ressort d'accélération

et être Je ce fait détérioré.

L'invention vise à perfectionner un compresseur à piston roulant du genre défini au début de telle manière que le volet séparateur puisse être immobilisé dans une position définie et de manière à exclure le risque de

détérioration du volet séparateur en service.

Suivant l'invention, ce problème est résolu dans un compresseur à piston roulant du genre défini au début par le fait que la tige constitue un cliquet qui peut en coulissant se placer sur le trajet du volet séparateur, et qui, dans sa position immobilisant le volet séparateur en une position écartée du piston roulant, est engagé sous une surface de portée du volet séparateur, par le fait que le cliquet présente une surface d'appui inclinée par rapport à sa direction de translation et sur laquelle la surface de portée du volet séparateur repose lorsque le cliquet est poussé, l'inclinaison étant choisie de manière que, lors du mouvement d'avance du cliquet, le volet séparateur s'écarte-du piston roulant, par le fait qu'il est prévu une butée qui limite le mouvement d'avance du cliquet, et par le fait que, dans sa position d'immobilisation, le volet séparateur fait légèrement

saillie dans le carter par son bord libre.

La surface de portée s'étend de préférence à peu

près parallèlement à la surface d'appui.

Il est avantageux que la surface d'appui présente à son extrémité qui est opposée à l'extrémité libre du cliquet, une butée qui, lors du mouvement d'avance entre en contact avec le volet séparateur et limite le mouvement

d'avance du cliquet.

Dans un exemple préféré de réalisation, il est prévu un dispositif d'entraînement pour commander la translation du cliquet. Suivant l'exemple préféré de réalisation de l'invention, ce dispositif d'entraînement peut comprendre une bobine d'électro-aimant dans laquelle plonge une armature solidaire du cliquet. L'excitation de la bobine d'électro-aimant déplace l'armature et le cliquet solidaire de celle-ci. Ce déplacement peut se produire à l'encontre de l'action d'un ressort qui, à la

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fin de l'excitation de la bobine d'électro-aimant repousse

le cliquet à sa position initiale.

Une caractéristique particulièrement avanta-

geuse consiste en ce que, dans sa position immobilisée, le volet séparateur fait légèrement saillie dans le carter par son bord libre. Grâce à cette caractéristique, à chaque révolution du piston roulant, le volet séparateur entre en contact avec la surface périphérique de ce piston par son bord libre pendant un temps bref et il se trouve alors légèrement soulevé par rapport au cliquet. Dans cette position soulevée, le cliquet peut facilement se dégager de sa position d'immobilisation puisque le volet séparateur s'appuie alors sur le piston roulant et n'est

pas appuyé sur le cliquet.

Dans un exemple préféré de réalisation, il est prévu de ménager dans le volet séparateur un évidement

dont le bord supérieur forme la surface de portée.

D'autres caractéristiques et avantages de

l'invention apparaîtront au cours de la description qui

va suivre. Aux dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple, - la Fig. 1 est une vue schématique en coupe d'un compresseur à piston roulant équipé d'un dispositif d'immobilisation du volet séparateur suivant l'invention, le volet séparateur étant représenté immobilisé; - la Fig. 2 est une vue analogue à la Fig.1,

dans laquelle le volet séparateur peut se déplacer libre-

ment; - la Fig. 3 est une vue du volet séparateur prise dans le sens de la flèche A de la Fig. 2; - la Fig. 4 est une vue du cliquet prise dans

le sens de la flèche B de la Fig. 2.

Sur le dessin, est représenté sous une forme très simplifiée un compresseur à piston roulant connu en soi. Cette vue montre uniquement les éléments qui sont

essentiels pour le fonctionnement d'un tel compresseur.

Dans un carter 1, qui comporte une cavité 2 de forme cylindrique, est disposé un excentrique 4 solidarisé en rotation avec un arbre entraîné 3 qui est engagé dans

la cavité 2 concentriquement à cette dernière, excen-

trique sur lequel tourillonne librement un piston roulant 5. Lors de la rotation de l'arbre 3, le piston 5 roule contre la paroi interne du carter 1. Un volet séparateur 6 est monté coulissant dans une glissière 7 ménagée dans le carter, qui débouche dans la cavité, et il est pressé élastiquement contre le piston roulant 5 par un ressort de compression 8 qui prend appui, d'une part, sur le volet séparateur 6 et, d'autre part, sur le carter 1. La

cavité 2 est en communication avec une conduite d'aspi-

ration 10 par l'intermédiaire d'un orifice d'entrée 9 et avec une conduite de refoulement 13 par l'intermédiaire d'un orifice de sortie Il qui est fermé au moyen d'un clapet anti-retour 12. L'orifice d'entrée 9 et l'orifice de sortie 11 se trouvent de part et d'autre du volet

séparateur 6, à proximité immédiate de la glissière 7.

Transversalement à la glissière 7, est prévu un cliquet 14 monté coulissant dans le carter, qui peut être engagé dans le trajet de translation du volet

séparateur 6. A son extrémité tournée vers le volet sépa-

rateur, le cliquet présente une surface d'appui 15 incli-

née par rapport à la direction d'avance qui s'étend jus-

qu'à une butée 16 orientée à peu près perpendiculaire-

ment à la surface de repos. La surface de repos 15 présente une pente descendante à partir de la butée 16

jusqu'à.l'extrémité avant du cliquet 14.

Dans le volet séparateur 6 est ménagé un évi-

dement 17 dont le bord supérieur présente la forme d'une surface de portée 18 orientée obliquement et qui s'étend

à peu près parallèlement à la surface d'appui 15.

L'évidement 17 a une position telle dans le volet sépa-

rateur que le bord libre de ce volet fait légèrement saillie dans la cavité 2 lorsque la surface de portée 18 du volet séparateur est appliquée sur la surface d'appui

du cliquet en position d'avancée.

Dans l'exemple de réalisation représenté, il est prévu, pour commander le mouvement d'avancée du

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cliquet 14 une bobine d'électro-aimant 19 dont l'axe longi-

tudinal est parallèle à la direction d'avance du cliquet et dans laquelle plonge une armature 20 solidaire du cliquet 14. En outre, il peut être prévu un ressort qui tend à pousser le cliquet dans une position extrême. Ce ressort

n'est pas représenté sur le dessin.

Dans le fonctionnement du dispositif suivant l'inven-

tion, le cliquet se trouve normalement dans la position rentrée ou reculée représentée sur la Fig.2. Dans cette position, le volet séparateur peut se déplacer librement en translation sous l'action du ressort de pression 8,

c'est-à-dire qu'il est appuyé à joint étanche sur la sur-

face périphérique du piston roulant par son bord inférieur.

Ceci constitue l'état de fonctionnement normal, dans lequel le volet séparateur isole le côté aspiration du compresseur

du côté refoulement.

Sous l'effet de la désexcitation de la bobine de l'électro-aimant 19, le cliquet peut être poussé vers le volet séparateur sous l'action d'un ressort non représenté sur le dessin. Dès que, lors du mouvement du piston roulant, ce volet est soulevé par ce piston, et amené à proximité de sa position de point mort haut, l'extrémité libre du

cliquet dans l'évidement 17, la surface d'appui 15 s'appli-

quant contre la surface de portée 18. Sous l'action du ressort, le cliquet est poussé contre le volet séparateur suffisamment loin pour que la butée 16 vienne s'appuyer contre le volet 6. Grâce à la pente de la surface d'appui et de la surface de portée, il se produit lors de l'avance du

cliquet un soulèvement du volet 6. Le volet 6 reste mainte-

nant immobilisé dans cette position, pour laquelle son bord inférieur ne peut plus s'appuyer de façon étanche sur la surface périphérique du piston roulant. Le compresseur

travaille alors à vide.

Lorsqu'on désire remettre le volet séparateur en posi-

tion de fermeture, il suffit d'exciter la bobine d'électro-

aimant 19._.A ce moment, le cliquet revient à sa position de départ représentée sur la Fig.2. Cette translation du cliquet est favorisée par le fait que, dans la position

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soulevée du volet, dans laquelle le cliquet est appuyé

par sa butée 16 contre lui (Fig.l), ce volet fait légè-

rement saillie dans la cavité 2 par son bord inférieur, par exemple sur une distance de 2/10 mm. De ce fait, dans son mouvement, le piston roulant soulève légèrement le volet séparateur, c'est-à-dire que la surface de portée de ce volet s'écarte de la surface d'appui. A cet instant, le cliquet qui est maintenant déchargé peut facilement reculer.

Le cliquet peut avoir, par exemple une section cir-

culaire,-comme le montre la représentation de la Fig.4.

L'entraînement du cliquet au moyen d'une bobine d'électro-aimant ne constitue que l'une des différentes possibilités de commande de la translation du cliquet. Par

exemple, il est possible de réaliser un déplacement méca-

nique du pêne cliquet au moyen d'un poussoir approprié.

Le dispositif d'immobilisation suivant l'invention se caractérise par une construction particulièrement simple, de sorte qu'il est possible d'obtenir un fonctionnement

extrêmement sur.

Naturellement, le dispositif d'immobilisation décrit à propos de l'exemple de réalisation des.Fig. là 4 peut également trouver utilisation dans un compresseur à piston roulant comportant plusieurs volets séparateurs. Dans ce

cas, pour le réglage du débit, on peut sélectivement immo-

biliser les volets séparateurs dans leur position supé-

rieure ou les laisser libres en translation. En particulier, pour obtenir une décompression en marche à vide, il est avantageux d'immobiliser tout d'abord le volet séparateur dans sa position supérieure puis de ne le libérer que peu

de temps après la mise en marche du compresseur.

Le dispositif de translation du cliquet qui est uti-

lisé de préférence présente comme avantage que, lors de la

mise à l'arrêt de la machine, c'est-à-dire lorsque la bo-

bine d'électro-aimant 19 est désexcitée, le cliquet est repoussé dans sa position d'encliquetage de sorte que le

volet est immobilisé dans sa position de point mort haut.

Lorsque le compresseur est remis en marche il tourne tout 247026Z i d'abord à vide puisque le volet n'est pas aussitôt libéré par

le cliquet. On obtient ainsi automatiquement la décompres-

sion désirée lors de la mise en marche.

Un autre avantage du dispositif suivant l'invention réside dans le fait que le cliquet ne peut être déplacé de sa position d'immobilisation à sa position dégagée que

lorsque le volet est enfoncé dans sa glissière par le pis-

ton roulant appliqué contre lui pendant un temps bref, sur une distance suffisante pour que la surface de portée 18 soit légèrement soulevée de la surface d'appui 15. Dans toutes les autres positions du piston roulant, le cliquet ne peut pas quitter sa position d'encliquetage. De ce fait,

le dégagement du cliquet et, avec lui la liberté de mouve-

ment du volet, ne sont possibles que lorsque le volet est appuyé sur le piston roulant par son bord inférieur. On évite ainsi avec certitude que le volet ne soit projeté

contre la périphérie du piston roulant par l'action du res-

sort de pression, à la suite d'une libération brusque et qu'il ne soit éventuellement aussitôt renfoncé dans sa glissière, ce qui pourrait éventuellement provoquer une

détérioration du volet séparateur et/ou du piston roulant.

Dans le dispositif suivant l'invention, au moment o le volet est libéré, il est appuyé sur le piston roulant par son bord inférieur, c'est-à-dire qu'il ne se produit

pas d'accélération soudaine de ce volet après sa libération.

La construction suivant l'invention assure donc positivement une synchronisation entre la libération du volet séparateur

et la position du piston roulant. Il est tout à fait pos-

sible que, au moment de la désexcitation de la bobine de l'électro-aimant, le volet séparateur ne soit pas libéré la première fois qu'il est soulevé par le piston roulant et que le piston roulant ait à soulever le volet à plusieurs reprises avant que le cliquet soit entièrement reculé dans sa position dégagée. Cependant, la libération finale se produit toujours au cours d'une phase dans laquelle le volet est appuyé sur le piston roulant et donc correctement commandé

par ce dernier.

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Claims

- REVENDICATIONS -

1. - Compresseur à piston roulant comportant un carter à section circulaire, un piston roulant monté à l'intérieur de ce carter, libre en rotation sur un arbre à excentrique entraîné, qui roule contre la surface interne de la paroi du carter lors de la rotation de l'arbre>au moins un volet séparateur monté coulissant

dans le carter, appliqué élastiquement contre la périphé-

rie du piston roulant par l'action d'un ressort, qui est

disposé entre une ouverture d'entrée prévue pour l'aspi-

ration d'un fluide à comprimer et une ouverture de sortie prévue pour le refoulement du fluide comprimé, et auquel est combiné un dispositif servant à arrêter le volet séparateur dans une position dans laquelle son bord libre, du moins pendant une partie du mouvement de ce piston, n'est pas appuyé sur la périphérie du piston roulant, le

dispositif d'arrêt comprenant une tige qui peut se dépla-

cer en translation transversalement au guide du volet

séparateur et qui peut coulisser entre une première posi-

tion dans laquelle la tige laisse sa liberté au volet séparateur et une deuxième position dans laquelle elle verrouille le volet séparateur dans une position écartée

au-dessus du piston roulant, caractérisé en ce que la ti-

ge constitue un cliquet( 14) qui peut en coulissant se placer sur le trajet du volet séparateur (6), et qui, dans sa position immobilisant le volet séparateur en une position écartée du piston roulant, est engagé sous une surface de portée (18) du volet séparateur (6), en ce que le cliquet ( 14) présente une surface d'appui (15) inclinée par rapport à sa direction de translation et

sur laquelle la surface de portée (18) du volet sépara-

teur (6) repose lorsque le cliquet ( 14) est poussé en avant, l'inclinaison étant choisie de manière que, lors

du mouvement d'avance du cliquet ( 14), le volet sépara-

teur (6) s'écarte du piston roulant (5), en ce qu'il est prévu une butée (16) qui limite le mouvement d'avance

du cliquet (14) et en ce que, dans sa position d'immobi-

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lisation, le volet séparateur(6) fait légèrement saillie

dans le carter (1) par son bord libre.

2.- Compresseur à piston roulant suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la surface de portée (18) s'étend à peu près parallèlement à la surface

d'appui (15).

3.- Compresseur à piston roulant suivant

l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que

la surface d'appui (15) présente, à son extrémité opposée à l'extrémité libre du cliquet (14), une butée (16),qui lors du mouvement d'avance, entre en contact avec le volet séparateur (6) et limite le mouvement d'avance du cliquet (14). (14).

4.- Compresseur à piston roulant suivant

l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il

est prévu un dispositif d'entraînement pour commander la

translation du cliquet ( 14).

5.- Compresseur à piston roulant suivant la revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif d'entraînement comprend une bobine d'électroaimant (19) dans laquelle plonge une armature (20) solidaire du cliquet (14).

6.- Compresseur à piston roulant suivant

l'une des revendications-l à 5, caractérisé en ce que, dans

le volet de séparateur (6) est prévu un évidement (17) dont

le bord supérieur forme la surface de portée (18).

7.- Compresseur à piston roulant suivant la

revendication 4, caractérisé en ce que le dispositif d'en-

traînement est un moteur.