FR3027972A1 - Compresseur, notamment pour vehicule automobile - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un compresseur comprenant une pièce fixe et une pièce mobile (10) par rapport à ladite pièce fixe, ladite pièce mobile (10) étant configurée pour suivre un mouvement orbitant autour d'un axe d'orbite, ledit compresseur comprenant en outre au moins un ensemble anti-rotation (20) formé d'une bague (22) et d'un ergot (24), configurés pour bloquer ladite pièce mobile (10) en rotation autour d'elle-même lors de son mouvement orbitant, ladite pièce fixe et ladite pièce mobile (10) étant séparées au moins localement par un espace formant jeu axial (J), traversé par ledit ergot (24), ladite bague (22) pénétrant dans ledit espace.

Description

Compresseur, notamment pour véhicule automobile Le secteur technique de la présente invention est celui des compresseurs, en particulier des compresseurs de climatisation, notamment pour véhicule automobile. Il existe différents types de mécanisme de compression à l'intérieur des compresseurs connus à ce jour. Un type particulier est connu sous l'appellation « à spirales », où une spirale mobile orbite par rapport à une spirale fixe. Une telle orbitation permet de comprimer et de mettre en mouvement un fluide réfrigérant à l'intérieur d'un circuit de climatisation en vue de conditionner thermiquement une enceinte, par exemple un habitacle de véhicule automobile. Pour assurer un bon fonctionnement d'un tel mécanisme, la rotation de la spirale mobile autour d'elle-même doit être limitée. Il est connu pour cela d'utiliser une pluralité de bagues liées à la pièce portant la spirale mobile. Elles sont réparties angulairement à sa périphérie. A chaque bague est associé un ergot lié à une pièce fixe du compresseur. L'ergot est localement en contact avec l'intérieur de la bague et reste libre de se déplacer relativement par rapport à cette dernière.

De la sorte, l'ergot ne fait pas obstacle au mouvement orbitant de la spirale mobile mais empêche celle-ci de tourner autour d'elle-même. Cela étant, une telle solution génère des frottements qu'il convient de limiter. Dans les solutions connues, il existe cependant un risque de mauvais positionnement des bagues pouvant entrainer de nombreux inconvénients. Un but de la présente invention est ainsi de favoriser un bon positionnement des bagues et il est proposé en ce sens un compresseur comprenant une pièce fixe et une pièce mobile par rapport à ladite pièce fixe, ladite pièce mobile étant configurée pour suivre un mouvement orbitant autour d'un axe d'orbite, ledit compresseur comprenant en outre au moins un ensemble anti-rotation formé d'une bague et d'un ergot, configurés pour bloquer ladite pièce mobile en rotation autour d'elle-même lors de son mouvement orbitant, ladite pièce fixe et ladite pièce mobile étant séparées au moins localement par un espace formant jeu axial, traversé par ledit ergot, ladite bague affleurant et/ou pénétrant dans ledit espace. En prolongeant de la sorte la bague, on évite un mauvais positionnement de cette dernière. On évite ainsi d'augmenter les frottements non désirés entre les pièces fixes et les pièces mobiles. On limite en conséquence les risques d'usure prématurée pouvant amener à des défaillances. On limite encore le bruit généré par le compresseur ainsi que les surconsommations de puissance.

L'invention concerne également les caractéristiques suivantes, prises ensemble ou séparément : - ledit compresseur comprend un logement accueillant ladite bague, - ladite bague est orientée selon ledit axe d'orbite dans ledit logement, - ladite bague est montée avec un jeu radial dans ledit logement, - ledit logement présente la forme d'une cuvette, autrement appelé forme sensiblement en U, - ladite bague est en appui contre un fond de ladite cuvette, - ladite cuvette présente une paroi latérale de hauteur h et la bague présente une longueur axiale supérieure ou égale à ladite hauteur h, - ledit logement est défini dans ladite pièce mobile, - ladite bague est située à distance de ladite pièce fixe selon un jeu résiduel, - le jeu résiduel est configuré pour empêcher un écoulement de fluide dudit logement dans ledit espace lorsque ledit logement est entièrement en vis-à-vis de ladite pièce fixe, - ladite bague présente une surface interne circulaire et/ou une surface externe circulaire, - ledit ergot présente une section transversale circulaire, - ladite cuvette est tangentiellement bordée par un bord en surépaisseur par rapport à une surface où débouche ledit logement, - ledit bord en surépaisseur est configuré pour glisser sur ladite pièce fixe, - ledit compresseur comprend un mécanisme de compression à spirales, - ledit compresseur comprend un contrepoids, - ledit compresseur comprend un mécanisme de débrayage permettant en cas de besoin de ménager une fuite entre ledit corps de compression et ladite pièce mobile ou à l'inverse à positionner la spirale orbitante idéalement par rapport à la spirale fixe pour toujours fermer les poches de compression. - ledit compresseur comprend un arbre d'entrainement formant ledit axe d'orbite, - ledit compresseur comprend un moteur électrique d'entrainement de ladite pièce mobile ; autrement dit, ledit compresseur est de type électrique. - ledit compresseur comprend une électronique de puissance pour piloter celui-ci.

D'autres caractéristiques, détails et avantages de l'invention ressortiront plus clairement à la lecture de la description donnée ci-après à titre indicatif en relation avec des dessins dans lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale montrant un exemple de compresseur selon l'invention, - les figures 2a, 2b et 2c illustre schématiquement le principe de l'anti-rotation dans le compresseur de la figure 1, - la figure 3 est une vue en coupe longitudinale d'une partie d'un exemple de compresseur de l'état de l'art montrant cet ensemble anti-rotation, - la figure 4 est une vue grossie et simplifiée de la partie du compresseur de la figure 3 contenant ledit ensemble anti-rotation, - la figure 5 reprend la figure 4 dans une configuration selon l'état de l'art, la bague de l'ensemble anti-rotation en cause subissant un mauvais positionnement.

Comme illustré à la figure 1, l'invention concerne un compresseur 1, en particulier destiné à mettre en circulation et à élever la pression d'un fluide réfrigérant circulant dans un circuit de climatisation, notamment pour l'habitacle d'un véhicule automobile.

Ledit compresseur 1 comprend une pièce fixe 2 et une pièce mobile 10 par rapport à ladite pièce fixe 2, ladite pièce mobile 10 étant configurée pour suivre un mouvement orbitant autour d'un axe de rotation d'orbite 4.

Plus précisément, ici, ledit compresseur comprend un corps ou boîtier, formant ladite pièce fixe 2, au travers duquel passe un arbre de rotation 3. Ce dernier tourne autour d'un axe principal du compresseur, formant ledit axe d'orbite 4. Cet arbre de compresseur peut être entrainé par un mécanisme d'entraînement, ce dernier pouvant prendre la forme d'une poulie dans le cas d'un compresseur mécanique. Préférentiellement, un tel mécanisme d'entraînement est un moteur électrique intégré dans le compresseur 1. Ledit compresseur pourra comprendre une unité 5 d'alimentation et/ou de commande dudit moteur.

L'arbre 3 est tenu en rotation par rapport au boîtier 2 et comprend à son extrémité un plot d'entraînement 6. Ce dernier est enfilé dans un excentrique 7. L'excentrique 7 est en contact avec un roulement 9, ce dernier autorisant une rotation de l'excentrique 7 par rapport à la pièce mobile 10 qui est ici partie intégrante d'un mécanisme de compression 11 dudit compresseur 1. Le plot d'entraînement 6 s'étend selon un axe qui est désaxé par rapport à l'axe d'orbite 4. Une telle structure entraine l'excentrique 7 selon un mouvement orbital autour de l'axe d'orbite 4, ce qui se traduit par une orbitation de la pièce mobile 10.

Ledit mécanisme de compression est avantageusement un mécanisme à spirales. Autrement dit, il comprend un corps de compression 12 muni d'une spirale 13 fixe par rapport au boîtier 3 et une spirale 14 mobile par rapport au boîtier 3, portée par ladite pièce mobile 10, autrement appelé spirale orbitante. L'orbitation de la spirale mobile 14 dans la spirale fixe 13 permet d'assurer la compression et l'entrainement du fluide réfrigérant qui circule dans la boucle de climatisation comportant un tel compresseur. L'excentrique 7 pourra comprendre un contrepoids 8. Un tel poids est décalé par rapport à l'axe d'orbite 4 et permet alors de balancer les forces centrifuges développées par l'orbitation de la spirale mobile 14. On assure ainsi un équilibre de forces et des masses entre ces deux éléments. Avantageusement, ledit compresseur pourra comprendre un mécanisme de débrayage, non visible, permettant de ménager une fuite entre ledit corps de compression 12 et ladite pièce mobile 10, notamment réalisé par articulation de l'excentrique 7 autour du plot d'entrainement 6.

Comme illustré aux figures 2a à 2c, ledit compresseur comprend en outre au moins un ensemble anti-rotation 20, ici six ensembles 20 répartis angulairement de façon régulière autour de l'axe d'orbite 4. Chaque ensemble est formé d'une bague 22 et d'un ergot 24, configurés pour bloquer ladite pièce mobile en rotation autour d'elle-même lors de son mouvement orbitant autour de l'axe d'orbite 4. La ou les bagues 22 présentent avantageusement une surface interne 22a circulaire et/ou une surface externe 22b circulaire. Elle forme préférentiellement un tore de section sensiblement rectangulaire. Le ou les ergots 24 présentent avantageusement une section transversale circulaire. Le contact bague contre ergot, quand il a lieu, est de la sorte sensiblement linéaire.

A la figure 2a, la spirale orbitante 14 est située en partie haute par rapport à la spirale fixe 13. Les deux spirales forment alors une chambre d'admission 26a, une chambre de compression 26b et une chambre d'échappement 26c. Le blocage en rotation de la spirale orbitante est en l'occurrence assuré par le contact de l'ergot 24 sur la bague 22 de l'ensemble anti-rotation se trouvant à 60° dans le sens horaire de l'ensemble anti-rotation 20 supérieur. A la figure 2b, la spirale orbitante 14 est située sur la gauche par rapport à la spirale fixe 13. On observe un début de fermeture de la chambre d'admission 26a, un déplacement de la chambre de compression 26b vers la partie centrale et une réduction de volume de la chambre d'échappement 26c permettant de compléter la compression et/ou d'amorcer la vidange de ladite chambre d'échappement. Le blocage en rotation de la spirale orbitante est alors assuré par le contact de l'ergot 24 sur la bague 22 de l'ensemble anti-rotation supérieur.

A la figure 2c, la spirale orbitante 14 est située en partie basse par rapport à la spirale fixe 13. La fermeture de la chambre d'admission 26a s'achève, le déplacement de la chambre de compression 26b vers la partie centrale se poursuit et le volume de la chambre d'échappement 26c tend vers zéro pour assurer la vidange de ladite chambre d'échappement. Le blocage en rotation de la spirale orbitante est alors assuré par le contact de l'ergot 24 sur la bague 22 de l'ensemble anti-rotation se trouvant à 600 dans le sens antihoraire de l'ensemble anti-rotation supérieur. On constate également à ces différentes figures que, pour chaque ensemble anti-rotation, la position relative de l'ergot 24 est variable, ou libre, à l'intérieur de la bague 22 correspondante de sorte les ensembles anti-rotation laissent libre le mouvement orbitant de la pièce mobile 10 autour de l'axe d'orbite 4, tout en bloquant la rotation de la pièce mobile 10 autour d'elle-même grâce à l'un au moins desdits ensemble anti-rotation 20. Comme cela apparaît mieux aux figures 3 et 4, ledit compresseur comprend en outre ici une plaque de reprise d'effort 16 placée entre ledit boîtier 3 et ledit corps de compression 12. Ladite plaque de reprise d'effort, autrement appelée joint dans la suite de la demande, est fixe par rapport au boîtier 3. Ladite pièce mobile 10 est avantageusement en contact avec ladite plaque de reprise d'effort 16 au niveau d'une nervure17 de la pièce mobile. Ladite nervure 17 est ici formée par une surépaisseur de matière, annulaire, situé à la périphérie de ladite pièce mobile 10, sur une surface 18 opposée à la spirale orbitante 14. Ladite pièce mobile 10 glisse sur Ladite plaque de reprise d'effort 16, par l'intermédiaire de ladite nervure 17, lors de son mouvement orbitant. Ladite plaque de reprise d'effort 16 présente une ouverture centrale 19 pour autoriser les mouvements de l'excentrique 7. Ladite pièce fixe, ici le boîtier 3, plus précisément ledit joint 16, et ladite pièce mobile 10 sont séparées au moins localement par un espace formant un jeu axial J, traversés par lesdits ergots 24 afin que ceux-ci puissent interagir avec les bagues 22 correspondantes. Ledit espace est défini, par exemple, entre la surface 18 de ladite pièce mobile 10, opposé à la spirale orbitante 14 et ledit joint 16. Autrement dit, ici, il correspond à l'épaisseur de la nervure 17, c'est-à-dire, la dimension de la nervure 17 selon l'axe d'orbite 4.

Selon l'invention, ladite bague 22 affleure voire même pénètre dans ledit espace formant le jeu axial J. On limite de la sorte les risques de mauvais positionnement de la bague 22, comme cela sera détaillé plus bas. Autrement dit la profondeur des logements 30 est toujours inférieure à la hauteur des bagues 22. Avantageusement, ledit compresseur comprend un logement 30 accueillant chacune desdites bagues 22. Ici, il comprend donc six logements 30 10 correspondant à chacune des bagues 22. Lesdits logements 30 sont préférentiellement situés dans l'organe mobile 10, lesdits ergots 24 étant alors issus de la pièce fixe, ici du boîtier 3, en passant à travers des orifices prévus dans ladite plaque de reprise d'effort 16. Lesdits ergots 15 24 sont formés, par exemple, de pions, emmanchés dans un alésage situé dans le boîtier 3. Lesdites bagues 22 sont alors situées à distance de ladite pièce fixe, ici ladite plaque de reprise d'effort 16, selon un jeu résiduel J'. A ce sujet, ladite plaque de reprise d'effort 16 est avantageusement 20 configuré pour que, à chaque position angulaire de la pièce mobile 10 autour de l'axe d'orbite 4, certains des logements 30 se trouvent en entier devant ladite plaque de reprise d'effort 16 alors que d'autres seront au moins partiellement en vis-à-vis de son orifice central 19. Ledit jeu résiduel J' pourra alors être configuré pour limiter un écoulement de fluide, en particulier d'un fluide lubrifiant mélangé à 25 l'huile de lubrification du compresseur, hors desdits logement 30 dans ledit espace formant le jeu axial J, ceci pour les logements 30 entièrement en vis-à-vis dudit joint 16. Lesdites bagues 22 sont orientées selon ledit axe d'orbite 4 dans lesdits 30 logements 30. Elles pourront être montées avec un jeu radial dans lesdits logements 30. Lesdits logements 30 présentent, par exemple, la forme d'une cuvette, débouchant au niveau de la surface 18 de ladite pièce mobile 10, opposé à la spirale orbitante 14. Lesdites cuvettes sont ici tangentiellement bordées par ladite nervure 17.

Lesdites bagues 22 sont en appui contre unee butée 32, qui peut être plane,desdites cuvettes. Ces dernières présentent une paroi latérale 34 de hauteur h et les baguent 22 présente une longueur axiale supérieure ou égale à ladite hauteur h. Lesdites bagues 22 dépassent de la sorte de la surface 18 de ladite pièce mobile 10, opposé à la spirale orbitante 14, d'une valeur correspondant à la différence entre leur longueur axial et la hauteur h desdites cuvettes. L'effet de l'invention sera mieux compris grâce à la figure 5 correspondant à la configuration rencontré avec l'état de l'art. Dans une telle configuration, la longueur axiale des bagues 122 est inférieure ou égale à la hauteur h des logements 130 dans lesquels elles sont situées. On constate alors que les risques de décalage angulaire, selon l'angle a, et donc de mauvais positionnement desdites bagues dans lesdits logements 130 sont alors plus élevés en raison de l'espace disponible.

Claims (11)

1. REVENDICATIONS1. Compresseur (1) comprenant une pièce fixe et une pièce mobile (10) par rapport à ladite pièce fixe, ladite pièce mobile (10) étant configurée pour suivre un mouvement orbitant autour d'un axe d'orbite (4), ledit compresseur comprenant en outre au moins un ensemble anti-rotation (20), configuré pour bloquer ladite pièce mobile (10) en rotation autour d'elle-même lors de son mouvement orbitant, ledit ensemble anti-rotation (20) comprenant une bague et un ergot (24), ladite pièce fixe et ladite pièce mobile (10) étant séparées au moins localement par un espace 10 formant un jeu axial (J), traversé par ledit ergot (24), ladite bague (22) affleurant et/ou pénétrant dans ledit espace.
2. 2. Compresseur selon la revendication 1 comprenant un logement (30) accueillant ladite bague (22). 15
3. 3. Compresseur selon la revendication précédente dans lequel ladite bague (22) est orientée selon ledit axe d'orbite (4) dans ledit logement (30).
4. 4. Compresseur selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3 dans 20 lequel ladite bague (22) est montée avec un jeu radial dans ledit logement (30).
5. 5. Compresseur selon l'une quelconque des revendications 2 à 4 dans lequel ledit logement (30) présente la forme d'une cuvette. 25
6. 6. Compresseur selon la revendication précédente dans lequel ladite bague (22) est en appui contre une butée (32) de ladite cuvette.
7. 7. Compresseur selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6 dans lequel ladite cuvette présente une paroi latérale (34) de hauteur h et la bague (22) 30 présente une longueur axiale supérieure ou égale à ladite hauteur h.
8. 8. Compresseur selon l'une quelconque des revendications 2 à 7 dans lequel ledit logement (30) est défini dans ladite pièce mobile (10) et ladite bague (22) estsituée à distance de ladite pièce fixe selon un jeu résiduel (J').
9. 9. Compresseur selon la revendication précédente dans lequel le jeu résiduel (J') est configuré pour limiter un écoulement de fluide dudit logement (30) dans ledit espace lorsque ledit logement est entièrement en vis-à-vis de ladite pièce fixe.
10. 10. Compresseur selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant un moteur électrique d'entrainement de ladite pièce mobile (10).
11. 11. Compresseur selon l'une quelconque des revendications précédentes comprenant un moteur électrique et une électronique de puissance pour piloter celui-ci. 15