FR2830576A1 - Swash plate compressor for motor vehicle air conditioning has drive shaft with packing seal surrounded by lubricating oil chamber - Google Patents

Swash plate compressor for motor vehicle air conditioning has drive shaft with packing seal surrounded by lubricating oil chamber Download PDF

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Abstract

The swash plate pump for motor vehicle air conditioning has the plate mounted on a drive shaft (A) in a housing (G). The shaft extends through the housing and is sealed by a packing seal with sliding rings. An oil chamber (22) has an oil feed channel (20) and extends around the seal. The oil feed channel terminates above the uppermost point of the sliding ring.

Description

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COMPRESSEUR A DISQUE OSCILLANT
L'invention concerne un compresseur à disque oscillant destiné à être utilisé dans une installation de climatisation de véhicule. OSCILLATING DISC COMPRESSOR
The invention relates to an oscillating disc compressor for use in a vehicle air conditioning installation.

Dans les installations de climatisation de véhicule, on utilise fréquemment des compresseurs réglables à disque oscillant pour compresser le réfrigérant. Ces compresseurs à disque oscillant sont directement accouplés au moteur à combustion, par leur arbre moteur, ce qui fait que la commande du compresseur s'effectue par un basculement réglable du disque oscillant. A cet effet, le carter moteur doit être sous pression, ce qui nécessite une étanchéité de l'arbre moteur par rapport au carter moteur. Dans le cas en particulier où l'on utilise du CO2 comme réfrigérant, ce qui est en principe préférable pour des raisons de protection de l'environnement, il peut se poser des problèmes d'étanchéité, car ici le réfrigérant doit être comprimé relativement fortement et qu'il règne dans le carter moteur une pression tout aussi élevée. L'invention a donc pour but de proposer un compresseur à disque oscillant dont l'étanchéité et la sécurité de fonctionnement soient améliorées en ce qui concerne l'étanchéité du carter par rapport à l'arbre moteur. Ce but est atteint avec le compresseur à disque oscillant selon l'invention.  In vehicle air conditioning systems, adjustable oscillating disc compressors are frequently used to compress the refrigerant. These oscillating disc compressors are directly coupled to the combustion engine, by their drive shaft, which means that the control of the compressor is effected by an adjustable tilting of the oscillating disc. For this purpose, the crankcase must be under pressure, which requires sealing of the motor shaft relative to the crankcase. In the particular case where CO2 is used as the refrigerant, which is in principle preferable for reasons of environmental protection, sealing problems can arise, because here the refrigerant must be compressed relatively strongly and that there is an equally high pressure in the crankcase. The object of the invention is therefore to propose an oscillating disc compressor whose sealing and operating safety are improved as regards the sealing of the casing with respect to the motor shaft. This object is achieved with the oscillating disc compressor according to the invention.

Suivant l'invention, la chambre à huile qui s'étend autour de la garniture d'étanchéité à anneaux glissants et la conduite d'amenée d'huile qui l'alimente, sont conçues de manière que la garniture d'étanchéité à anneaux glissants se trouve entièrement dans l'huile, dans tout état de fonctionnement, c'est-à-dire même à l'arrêt du compresseur. On obtient par là une meilleure étanchéité même à l'état de non-fonctionnement et on empêche ainsi fiablement une fuite du réfrigérant. En outre, il ne se produit pas d'usure aggravée au moment du démarrage du compresseur, de sorte que l'on a dans l'ensemble une plus grande durée de vie.  According to the invention, the oil chamber which extends around the sliding ring seal and the oil supply pipe which feeds it, are designed so that the sliding ring seal is completely in the oil, in any operating state, that is to say even when the compressor is stopped. This provides better sealing even in the non-operating state and thus reliably prevents leakage of the refrigerant. In addition, there is no aggravated wear when the compressor is started, so that overall there is a longer service life.

Avantageusement, il est prévu aussi une conduite d'évacuation d'huile dont la liaison avec la chambre à huile est telle que la garniture à anneaux glissants est toujours entièrement entourée par l'huile. Advantageously, an oil discharge pipe is also provided, the connection of which with the oil chamber is such that the sliding ring packing is always entirely surrounded by the oil.

On utilise de préférence des anneaux rainurés comme éléments d'étanchéité. Ceux-ci ont pour avantage qu'ils peuvent être montés plus facilement, ce qui autorise en particulier aussi un plus grand degré d'automatisation lors du montage. En outre, ces anneaux rainurés supportent mieux des tolérances de fabrication, de sorte que l'on obtient dans l'ensemble une meilleure étanchéité.  Preferably grooved rings are used as sealing elements. These have the advantage that they can be mounted more easily, which in particular also allows a greater degree of automation during assembly. In addition, these grooved rings better withstand manufacturing tolerances, so that on the whole a better seal is obtained.

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La garniture d'étanchéité à anneaux glissants est construite de préférence sous forme de cartouche, de sorte que son montage peut s'effectuer entièrement ou principalement de manière automatique.  The sliding ring seal is preferably constructed in the form of a cartridge, so that its assembly can be carried out entirely or mainly automatically.

L'utilisation de matières céramiques pour les composants de la garniture d'étanchéité à anneaux glissants, en particulier pour ce qui est de l'élément d'étanchéité statique et dynamique, est préférable dans la plupart des applications, car les matières céramiques présentent des phénomènes d'usure réduits.  The use of ceramic materials for the components of the sliding ring packing, in particular with regard to the static and dynamic sealing element, is preferable in most applications, since ceramic materials have reduced wear phenomena.

Dans d"autres formes de réalisation avantageuses, la cartouche de montage comporte des bras d'encliquetage qui passent à travers des évidements de l'élément d'étanchéité statiquet dans lesquels s'accroche l'élément d'étanchéité dynamique. De même, un anneau d'entraînement qui est en prise avec l'élément d'étanchéité dynamique peut être disposé sur l'arbre moreur.  In other advantageous embodiments, the mounting cartridge has latching arms which pass through recesses in the static sealing member in which the dynamic sealing member is hooked. Similarly, a drive ring which is engaged with the dynamic sealing element can be arranged on the slimming shaft.

L'invention est décrite plus en détail à l'aide d'un exemple de réalisation par référence aux figures qui montrent :
Figure 1 une vue en coupe transversale d'un compresseur à disque oscillant, figure 2 une vue partielle de la figure 1 à plus grande échelle, figure 3 la zone d'une garniture d'étanchéité à anneaux glissants, figure 4 la garniture d'étanchéité à anneaux glissants de la figure 3 à plus grande échelle, figure 5 une vue éclatée de la garniture d'étanchéité à anneaux glissants de la figure 4. The invention is described in more detail using an example embodiment with reference to the figures which show:
Figure 1 a cross-sectional view of an oscillating disc compressor, Figure 2 a partial view of Figure 1 on a larger scale, Figure 3 the area of a sliding ring packing, Figure 4 the packing sliding ring seal of FIG. 3 on a larger scale, FIG. 5 an exploded view of the sliding ring seal of FIG. 4.

La figure 1 montre un compresseur à disque oscillant destiné à être utilisé dans une installation de climatisation de véhicule, en particulier dans une installation de climatisation où l'on a recours à du CO2 comme réfrigérant.  Figure 1 shows an oscillating disc compressor for use in a vehicle air conditioning system, in particular in an air conditioning system where CO2 is used as the refrigerant.

A travers l'entrée de réfrigérant 11, on aspire dans le cylindre 10, outre le réfrigérant, également de l'huile de lubrification. Le réfrigérant comprimé sort du compresseur à disque oscillant par la sortie de réfrigérant 12 en amont de laquelle est monté un séparateur d'huile 14. L'huile de lubrification précédemment aspirée se sépare sur ce séparateur d'huile 14 et s'accumule, sous l'effet de la force de  Through the refrigerant inlet 11, lubricating oil is also sucked into the cylinder 10, in addition to the refrigerant. The compressed refrigerant leaves the oscillating disc compressor through the refrigerant outlet 12 upstream of which is mounted an oil separator 14. The previously sucked lubricating oil separates on this oil separator 14 and accumulates, under the effect of the force of

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gravité, dans le collecteur d'huile 16. Du fait des différences de pression, l'huile de lubrification est pressée par la buse 18 dans la chambre à huile 22, à travers la conduite d'amenée d'huile 20, la chambre à huile 22 s'étendant autour de la garniture d'étanchéité à anneaux glissants qui rend étanche l'arbre moteur A par rapport au carter G. La chambre à huile 22 présente sensiblement une symétrie de révolution par rapport à l'arbre moteur A, ce qui fait que toute la garniture d'étanchéité à anneaux glissants est entourée par la chambre à huile 28. La conduite d'amenée d'huile 20 se termine en un point de la chambre à huile 22 qui se situe au-dessus de la garniture d'étanchéité à anneaux glissants.  gravity, in the oil collector 16. Due to the pressure differences, the lubricating oil is pressed by the nozzle 18 in the oil chamber 22, through the oil supply line 20, the oil chamber oil 22 extending around the sliding ring seal which seals the motor shaft A with respect to the casing G. The oil chamber 22 has substantially a symmetry of revolution with respect to the motor shaft A, this which causes the entire sliding ring seal to be surrounded by the oil chamber 28. The oil supply line 20 ends at a point in the oil chamber 22 which is located above the seal sealing with sliding rings.

Du fait que la conduite d'alimentation en huile 20 se termine à la partie supérieure de la chambre à huile 22 et en particulier au-dessus du point le plus haut de la garniture d'étanchéité à anneaux glissants, toute la garniture d'étanchéité à anneaux glissants et donc aussi ses anneaux glissants se trouvent dans l'huile, dans chaque état de fonctionnement, en particulier aussi à l'arrêt du compresseur, lorsque l'huile n'est pas acheminée du circuit de lubrification vers la garniture d'étanchéité à anneaux glissants.  Because the oil supply line 20 ends at the top of the oil chamber 22 and in particular above the highest point of the sliding ring seal, the entire seal with sliding rings and therefore also its sliding rings are found in the oil, in each operating state, in particular also when the compressor is stopped, when the oil is not conveyed from the lubrication circuit to the packing. sealing with sliding rings.

L'évacuation de l'huile amenée s'effectue d'une part par fuite de la garniture d'étanchéité à anneaux glissants en direction de la chambre de vilebrequin K et d'autre part, à travers la conduite d'évacuation d'huile 24 qui commence en un point haut de la chambre à huile 22 et se termine également dans la chambre de vilebrequin K. Ceci est représenté encore une fois de manière plus détaillée sur la figure 2. Grâce à cette disposition de la conduite d'amenée d'huile et de la conduite d'évacuation d'huile, il est garanti d'une part que la garniture d'étanchéité à anneaux glissants est toujours entourée par l'huile et d'autre part qu'il se produit un échange d'huile constant pendant le fonctionnement.  The evacuation of the supplied oil takes place on the one hand by leakage of the sliding ring seal in the direction of the crankshaft chamber K and on the other hand, through the oil evacuation pipe. 24 which begins at a high point in the oil chamber 22 and also ends in the crankshaft chamber K. This is again shown in more detail in FIG. 2. Thanks to this arrangement of the supply line d the oil and the oil discharge line, it is guaranteed on the one hand that the sliding ring seal is always surrounded by the oil and on the other hand that there is an exchange of constant oil during operation.

Par référence aux figures 3 à 5, il est décrit maintenant une forme de réalisation préférée de la garniture d'étanchéité à anneaux glissants utilisée. Comme anneaux glissants, on utilise de préférence des anneaux rainurés 30 dont les rainures s'éloignent l'une de l'autre. La position de montage des anneaux rainurés est particulièrement visible sur la figure 4. L'utilisation d'anneaux rainurés de ce type a pour avantage, par rapport au joint torique que les anneaux rainurés sont moins sensibles par exempte aux tolérances de fabrication et qu'il est donc garanti une meilleure étanchéité du compresseur.  With reference to FIGS. 3 to 5, a preferred embodiment of the sliding ring seal used is now described. As sliding rings, grooved rings 30 are preferably used, the grooves of which move away from each other. The mounting position of the grooved rings is particularly visible in Figure 4. The use of grooved rings of this type has the advantage, compared to the O-ring, that the grooved rings are less sensitive, for example, to manufacturing tolerances and that a better sealing of the compressor is therefore guaranteed.

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La garniture d'étanchéité à anneaux glissants proposée ici est construite sous la forme d'une cartouche qui peut être montée très simplement et également entièrement automatiquement. Dans la cartouche de montage 34 est logé le ressort de compression 32 qui presse l'élément d'étanchéité statique 36 contre l'élément d'étanchéité dynamique 38. Des bras d'encliquetage 35 de la cartouche de montage 34 traversent des évidements de l'élément d'étanchéité statique 36 et s'accrochent avec l'élément d'étanchéité dynamique 38 (voir en particulier figure 4).  The sliding ring seal offered here is constructed in the form of a cartridge which can be mounted very simply and also fully automatically. In the mounting cartridge 34 is housed the compression spring 32 which presses the static sealing element 36 against the dynamic sealing element 38. Latching arms 35 of the mounting cartridge 34 pass through recesses of the 'static sealing element 36 and hook with the dynamic sealing element 38 (see in particular Figure 4).

La position des anneaux rainurés 30 dans les deux éléments d'étanchéité 36,38 est également mieux visible sur la figure 4. The position of the grooved rings 30 in the two sealing elements 36, 38 is also better visible in FIG. 4.

La transmission des mouvements de rotation de l'arbre moteur A à l'élément d'étanchéité dynamique 38 s'effectue ici au moyen de l'anneau d'entraînement 39 qui est accouplé à l'arbre moteur A, au moins en ce qui concerne la rotation. Cet anneau d'entraînement 39 n'est représenté que sur la figure 5, mais pas sur la figure 4. Une transmission du mouvement de rotation à l'élément d'étanchéité dynamique 38 serait également possible par une saillie sur l'arbre moteur A.  The transmission of the rotational movements of the motor shaft A to the dynamic sealing element 38 takes place here by means of the drive ring 39 which is coupled to the motor shaft A, at least as regards concerns rotation. This drive ring 39 is only shown in FIG. 5, but not in FIG. 4. Transmission of the rotational movement to the dynamic sealing element 38 would also be possible by a projection on the motor shaft A .

En particulier, par combinaison de cette construction de type cartouche avec l'utilisation d'anneaux rainurés, une fabrication considérablement simplifiée sans perte d'étanchéité est possible. D'une manière idéale, cette garniture d'étanchéité à anneaux glissants est combinée à l'alimentation en huile décrite cidessus, mais ceci n'est pas absolument nécessaire.  In particular, by combining this cartridge type construction with the use of grooved rings, considerably simplified manufacture without loss of tightness is possible. Ideally, this sliding ring seal is combined with the oil supply described above, but this is not absolutely necessary.

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LISTE DES REFERENCES 10 cylindre 11 entrée de réfrigérant 12 sortie de réfrigérant 14 séparateur d'huile 16 collecteur d'huile 18 buse 20 conduite d'amenée d'huile 22 chambre à huile 24 conduite d'évacuation d'huile 30 anneaux rainurés 32 ressort de pression 34 cartouche de montage 35 bras d'encliquetage 36 élément d'étanchéité statique 38 élément d'étanchéité dynamique 39 anneau d'entraînement A arbre moteur G carter K chambre de vilebrequin LIST OF REFERENCES 10 cylinder 11 refrigerant inlet 12 refrigerant outlet 14 oil separator 16 oil manifold 18 nozzle 20 oil supply line 22 oil chamber 24 oil discharge line 30 grooved rings 32 spring pressure 34 mounting cartridge 35 latching arm 36 static sealing element 38 dynamic sealing element 39 drive ring A motor shaft G casing K crankshaft chamber

Claims (7)

REVENDICATIONS 1. Compresseur à disque oscillant pour une installation de climatisation de véhicule automobile, comportant un disque oscillant disposé sur un arbre moteur (A) à l'intérieur d'un carter (G), l'arbre moteur (A) sortant du carter (G), une garniture d'étanchéité à anneaux glissants avec au moins un anneau glissant étant disposée dans 1 a zone des ortie entre l'arbre moteur (A) et 1 e carter (G), et une chambre à huile (22), dans laquelle se termine une conduite d'amenée d'huile (20), s'étendant autour de la garniture d'étanchéité à anneaux glissants, caractérisé en ce que la conduite d'amenée d'huile (22) se termine au-dessus du point le plus haut de l'anneau glissant. CLAIMS 1. Oscillating disc compressor for a motor vehicle air conditioning installation, comprising an oscillating disc arranged on a motor shaft (A) inside a casing (G), the motor shaft (A) coming out of the casing (G), a seal with sliding rings with at least one sliding ring being arranged in 1 a nettle zone between the motor shaft (A) and 1 e casing (G), and an oil chamber (22) , in which an oil supply line (20) ends, extending around the sliding ring seal, characterized in that the oil supply line (22) ends at above the highest point of the sliding ring. 2. Compresseur à disque oscillant selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une conduite d'évacuation d'huile (24) commence au droit de la chambre à huile (22), la liaison entre la conduite d'évacuation d'huile (24) et la chambre à huile (22) se situant au-dessus du point le plus haut de l'anneau ou des anneaux glissants. 2. Oscillating disc compressor according to claim 1, characterized in that an oil discharge line (24) begins in line with the oil chamber (22), the connection between the oil discharge line (24) and the oil chamber (22) located above the highest point of the ring or of the sliding rings. 3. Compresseur à disque oscillant selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'anneau ou les anneaux glissants sont des anneaux rainurés (30). 3. Oscillating disc compressor according to claim 1, characterized in that the sliding ring or rings are grooved rings (30). 4. Compresseur à disque oscillant selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un élément d'étanchéité statique (36), qui est disposé rigidement par rapport au carter (G), ainsi qu'un élément d'étanchéité dynamique (38) qui est accouplé en rotation à l'arbre moteur (A), les deux éléments d'étanchéité (36,38) étant pressés l'un sur l'autre au moyen d'un ressort (32) et les éléments d'étanchéité (36,38) et le ressort (32) étant reçus dans une cartouche de montage (34). 4. Oscillating disc compressor according to one of the preceding claims, characterized in that it comprises a static sealing element (36), which is rigidly disposed relative to the casing (G), as well as an element of dynamic seal (38) which is rotatably coupled to the drive shaft (A), the two seal elements (36,38) being pressed one on the other by means of a spring (32) and the sealing elements (36,38) and the spring (32) being received in a mounting cartridge (34). 5. Compresseur à disque oscillant selon la revendication 4, caractérisé en ce que la cartouche de montage (34) comporte des bras d'encliquetage qui passent à travers des évidements de l'élément d'étanchéité statique (36) et dans lesquels s'accroche l'élément d'étanchéité dynamique (38). 5. Oscillating disc compressor according to claim 4, characterized in that the mounting cartridge (34) comprises latching arms which pass through recesses in the static sealing element (36) and in which s' hooks the dynamic sealing element (38). 6. Compresseur à disque oscillant selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que sur l'arbre moteur (A) est disposé un anneau d'entraînement (39) qui est en prise avec l'élément d'étanchéité dynamique (38). 6. Oscillating disc compressor according to claim 4 or 5, characterized in that on the drive shaft (A) is arranged a drive ring (39) which is engaged with the dynamic sealing element (38) . <Desc/Clms Page number 7> <Desc / Clms Page number 7> 7. Compresseur à disque oscillant selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'élément d'étanchéité dynamique et/ou statique (36,38) sont réalisés dans une matière céramique.7. Oscillating disc compressor according to one of the preceding claims, characterized in that the dynamic and / or static sealing element (36,38) are made of a ceramic material.
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