Brevet FR2050404A1 — publié le 19710402

20S0404 / . l'invention concerne les moteurs à piston rotatif, en particulier ceux du type trochoïde, comportant un piston dont les sommets sont munis d'un segment d*étancîiéité qui comporte une pièce support et dont la tête est munie de pièces d'usure. 5 Dans les segments connus actuellement qui sont du type composite, la pièce support et la pièce d'usure sont assemblées de manière à former un élément unique. Etant donné que les coefficients de dilatation thermique des deux pièces et du matériau de liaison (soudure, mastic, ou analogue) sont différents, il se 10 produit dans ce type de segment des tensions indésirables qui entraînent des déchirures souvent déjà lors de l'usinage. L'invention se propose d'obtenir des segments composites dans lesquels une dilatation libre des pièces support et d'usure est rendu possible. 15 Selon l'invention, cela est obtenu par le fait que la face inférieure de la pièce d'usure de chaque segment, dont la tête est arrondie de manière connue, subit un traitement de surface de très grande précision et est imprégnée d'une matière lubrifiante et par le fait que la pièce d'usure est ensuite glissée 20 sur la surface correspondante.de la pièce support, qui a subi le même traitement sur la pièce support dont la surface correspondante a également été finement travaillée, de telle manière que la pièce d'usure puisse glisser parallèlement à sa face inférieure, mais qu'il ne soit pas possible de la soulever perpendiculaire-25 ment à ladite face inférieure du fait de l'effort exercé par la pression de l'air. Une autre solution équivalente du problème posé est constituée selon l'invention par le fait que la pièce d2usure du segment, dont la tête est arrondie de manière connue, est divisée 30 perpendiculairement à son axe longitudinal et par le fait que chaque partie de la pièce d'usure est .fixée sur la.pièce support par. sa face inférieure seulement sur une faible portion de sa longueur au moyen de soudure, de colle, de mastic ou analogue. Ces deux solutions présentent 1'avantage que l'on peut 35 utiliser pour réaliser la pièce d'usure et la pièce support duseg-ment des matériaux dont les coefficients de dilatation thermique sont différents. C'est ainsi que la pièce d'usure peut être en céramique, en verre, au quarts, en matériau fritté ou aaalagae, car il ne se produit pas de tension thermique entre la pièce support et la pièce d'usure du fait qu'il n'y a plus de grandes surfaces de 70 20342 2050404 soudure, de colle ou à'endueiion <> On évite ainsi l'inconvénient que certains matériaux ne puissent résister aux contraintes mécaniques exigées® Sa particulier dans la première solution les deux pièces finement travaillées et glissées l'une sur l'autre 5 présentent un bon pouvoir d'adhérence de l'une sur l'autre grâce à l'utilisation d'un matériau de lubrification, et lors du montage ces deux pièces peuvent être considérées comme n'en faisant qu'une seule. Le prix de revient de l'usinage est donc peu élevé. La pièce d'usure, qui est par exemple, an oxyde céramique 10 agit comme isolant vis-à-vis de la pièce support si bien que la pièce support et las ressorts ôa segment sont soumis à des températures plus faibles» Gelâ entraîne d'autres avantages s le jeu du segment dans son encoche peut être plu» faible ; on peut utiliser œi matériau soins sensible à la température et réaia-15 tant mieux à 18 usure tout en évitant ses ina jnvéïiients \ de plaa, la température daiis la ohambre de gas située sous" le segment e»t plus faible et les sommets du segment sont plus'froids, se qui améliore la lubrifieation et diminue l'usure ; enfin il faut no-" ter que grâce à la asilleure adaptation de la pièoc support avec 20 la pièee d'cisure, osa améliore l'étaashéité du moteur. _ Selon une autre earaetéristique"de 1'inventions on aménage des évidements dans la faee inférieure de la pièee d'usure ou des deux parties qui la composent et/ou sîans la face supérieure de la pièee support, lesàits évidements étant disposés syinétrique-25 ment par rapport au milieu de la longueur de la pièce d'Usure ou des deux parties qui la composent, de préférence le long de l'axe longitudinal ou par groupe de deux'disposés symétriquement de part et d'autre dudit axe» Ces évidements contiennent un liquide, par exemple de l'huilej de l'essences ou un mélange, ce qui 50 augmente l'imprégnation et par suite l'adhérence des deux pièces» Gela permet d'augmenter 1 ' étaneliéité. ¥n autre avantage réside dans le fait que, grâce à l'adhérence par glissement, il ne se produit en aucun cas de tension entre les deux pièces. 5 Selon un mode de réalisation /particulièrement avantageux 35 de l'invention9 la longueur desdits évidements est au moins éga-. le à un tiers .de celle de la pièce d"'usure ou dès deux- parties" qui la composents mais toujours inférieure à'là longueur de la pièce d'usure ou des deux parties qui la composent. Les évidements ne doivent pas s'étendre 'sur toute la 70 20342 ■3- 2050404 longueur de la pièce d'usure car cela compromettrait 1'étanchéité au*gaz. Lors du fonctionnement, grâce au jeu entre les deux parties, le liquide est constamment pompé et régénéré. Les évidements peuvent également recueillir de petites quantités de salissures. 5 En outre, il peut se créer au niveau des évidements un point d'adhérence transitoire qui disparaît lors du fonctionnement et qui sert de fixation élastique des deux pièces pendant l'usinage et le montage. D'autres caractéristiques de 1'invention,ressortiront 10 de la description qui suit, faite en référence au dessin ci-an-nexé décrivant des modes de réalisation de l'invention et sur lequel : - la figure 1 représente en vue longitudinale un segment d1étanchéité comportant•une pièce support, une pièce d'usure et des pièces d'extrémité, - la figure 2 représente un segment comportant une pièce support, une pièce d'usure et des pièces d'extrémité dans lequel la pièce d'usure est divisée perpendiculairement à son axe longi- .tudinal, - les figures 3 à 12 représentent en coupe chacune un mode de réalisation du segment selon la figure 1 ou la figure 2, - la figure 13 représente en vue longitudinale un segment d'étanchéité comportant une pièce support, une pièce d'usure et des pièces d'extrémité, - la figure 14- représente un sëgment selon la figure 13 dans lequel la pièce d'usure est divisée perpendiculairement à son axe longitudinal et, - les figures 15 à 21 représentent en coupe chacune un mode de réalisation du segment selon la figure 13 ou 14. Le segment 1 représenté figure 1 dont la partie médiane 2 est divisée longitudinalement par une surface 3 de manière à former une pièce support 4 et une pièce supérieure d'usure 5, comporte à ses extrémités de manière-connue des pièces d'extrémités 6 et 7 de forme sensiblement triangulaire délimité?par un plan perpendiculaire à celui de la figure et formant un angle aigu avec l'axe longitudinal du segment ; ces pièces d'extrémités 6 et 7 présentent des saillies 8 et 9 servant d'appui au ressort de segment. La figure 2 représente un segment du même type que celui 70 20342 2050404 de la figure 1 mais qui comporte une pièce d'usure 5 qui est divisée perpendiculairement à son axe longitudinal en son milieu en deux pièces 5a et 5b qui sont fixées sur la pièce support par leur face inférieure sur seulement une petite portion de leur 5 longueur au moyen de soudure, de colle, de mastic ou analogue. On peut voir sur la figure 3 que la face inférieure de la pièce d'usure 5 est constituée par un'plan perpendiculaire aux parois latérales 12 et 13 du segment 1 et que la hauteur de la pièce d'usure 5 est à peu près égale à celle de la pièee support 10 4-* La pièce support 4 représentée figure 4 présente une chambre de section rectangulaire 14 aménagée dans sa paroi inférieure 15 au milieu de cette dernière j cette chambre 14 est destinée à recevoir un ressort de segment. La largeur de la chambre 15 14 est à peu près égale à la moitié de celle du segment et sa hauteur est égale approximativement aux trois quarts de la hauteur totale de la pièce support. Dans le mode de réalisation de la figure 5, la face inférieure 11 de la pièce d'usure 5 est constituée par un plan per-20 pendiculaire à l'axe longitudinal du segment, faisant un angle aigu avec la face inférieure 15 de la pièce support et divisant le segment 1 à peu près diagonalement en partant d'une arête inférieure 16 de la pièce support 4. Dans le segment représenté figure 6, l'a face inférieure 25 11 de la pièce d'usure 5 présente en section une forme en Y (en ¥ dans le segment de la figure 7) et la hauteur de la pièce d'usure est à peu près égale à la moitié de celle de la pièce support. " Dans le mode de réalisation de la figure 8, la pièce 30 d'usure 5 a une section circulaire et sa hauteur est à peu près égale à la moitié de celle de la pièce support. La pièce support représentée figure 9 est de forme générale rectangulaire et la pièce d'usure 5, également de section sensiblement rectangulaire, est logée dans une encohe longitudi-35 nale 18 aménagée dans la face supérieure 17 de la pièce support 4. Sur la figure 10 on peut voir que la pièce d'usure 5 et la pièce support 4 sont séparées essentiellement par une surface perpendiculaire aux parois latérales 12 et 13 du segment 1 et que 70 20342 -5- 2050404 la pièce d'usure 5 présente sur sa face inférieure 11 au milieu de celle-ci une barette longitudinale 19 qui s'engage dans une encoche longitudinale correspondante 18 aménagée dans la pièee support 4 ; cette encoche présente une gestion à peu près carrée 5 et sa largeur est approximativement égale au tiers de la.largeur du segment 1. Sur là figure 11 on a représenté une pièce d'usure 5 d© section sensiblement rectangulaire qui est insérée dans la tête du segment et qui est divisée longitudinalement par une partie sail-10 lante 21 de la pièce support 4 en forme de "barette» La pièce support représentée figure 12 eê; de section rectangulaire et est entourée de la pièce d'usure 5* aussi bien sur ses côtés 22 et 23 que sur sa partie proche de la tête 20 du segment 1. La largeur de la' pièce support est égale à ©aviron la 35 moitié de la largeur totale du asgcieat 1 et sa hauteur est appro-rimat^,vr::ent égals trois quarts de la àautSBr totale du sog-r.siît. Jiss figures 15 st 15 raprésentsat s sa vu® loagitudinals et en coupe, un segment 101 qui comporte de manière connue un© 20 pièee support 102, une pièce d'usurs 103 et deux pièces d*extrémité 104 ; dans la face supérieure de la piàae support 102 est aménagé un creu 105 disposé symétriquement par rapport au milieu de la longueur et au milieu de la section de la pièee supports La longueur de l'évidement 105 est approximativement égale au 25 tiers de la longueur de la pièce d'usure et sa profondeur est comprise entre environ un dixième et un huitième de la hauteur de la pièce support 102. La figure 14 représente un segment similaire à celui de la figure 13 qui comporte une pièce d'usure divisée en deux 30 au milieu de sa longueur ; la face supérieure de la pièce support 102 présente deux évidements 105a disposés symétriquement par rapport au milieu des deux parties d© la pièce d'usure 103. La longueur des évidements ,105a est à peu près égale au tiers 3,e m » la longueur des deux parties de la pièce d'usure 103® _ 35 La figure 16 représente un mode d® réalisation dans le quel l'évidement 105 (ou les évidements 105a) est aménagé dans la face inférieure de la pièoa d'usure 103» Dans le mode de réalisation de la figure 17, ian: évidemment 105 (ou des évidements 105a) est aménagé dans la pièce sup 70 20342 2050404 port 102 et la pièce d'usure 103 et 1 *évidemeat 105 (ou les évidements 105a) de la pièce d'usure 103 est an peu plus large que celui de la pièee support 102, les deux évidements étaîit disposés l'un en faee de l'autre. 5 Dans le'mode de réalisation d© la figure 18 les évide ments 105lisoïit de forme triangulaire et disposés symétriquement des deux côtés cl® l'axe longitudinal du ^segment 5 ces évidements 105"b sont obtenus en tronquant les pointes inférieures de la face inférieure en forme de ¥ de la pièce' d'usure 103» 10 Bans le sagaent représenté figure 20 la pièce d'usure 103 présente usie section sensiblement trapézoïdale et est insérée dans une encohe 106 en forme de queue d!aronde aménagée dans la pièce support 102 qui présente au m£Li&n de sa faee supérieure un évidément 105® Les arêtes supérieures 107 d* la pièee d'usure 1-5 103 -sont ©Ji&afz'eiaées sur -toute leur longasar à® manière- à éviter l©s tsnEiiG^s qui "ooorrcixsnt 3© iQ^roduir© diï oroefeag® •îesdits soasmets âaas l'eaeoîiee 106» Le iiiGÛs -àe réalisation âe la fig&?e 21 s©r?egpoad à une forme simplifias âtr modode réalisation représente 'figure 18. 70 20342 -7- 2050404 REVENDICATIONS 1 - Moteur à piston rotatif, en particulier du type tro-choïde, comportant un piston dont les sommets sont munis de segments d*étanchéité qui comportent une pièce support et dont les têtes sont munies de pièces d'usure, caractérisé par le fait que 5 la face inférieure, de la pièce d'usure de chaque segment, dont la tête est arrondie de manière connue, subit un traitement de surface de très grande préci^on et est imprégnée d'une manière lubrifiante et par le fait/la pièce d'usure est ensuite glissée sur la surface correspondante de la pièce support, qui a subi le même 10 traitement, de manière que la pièce d'usure puisse glisser parallèlement à sa face inférieure, mais qu'il ne soit pas possible de la soulever perpendiculairement à ladite face inférieure du fait de l'effort exercé par la pression de l'air. 2 - Moteur à piston rotatif, en particulier du type tro-15 choïde, comportant un piston dont les sommets sont munis de segments d'étanchéité qui comportent une pièce support et dont les têtes sont munies de pièces d'usure, caractérisé par le fait que la pièce d'usure de chaque segment, dont la tête est arrondie de manière connue, est divisée perpendiculairement à son axe longi- 20 tudinal et par le fait que chaque partie de la pièce d'usure est fixée sur la pièce support par sa face inférieure seulement sur une faible portion de sa longueur au moyen de soudure, de colle, de mastic ou analogue. 3 - Moteur à piston rotatif selon l'une des revendica-25 tions 1 ou 2, caractérisé par le fait que la faee inférieure de la pièee d'usure est constituée par un plan perpendiculaire aux parois latérales du segment et par le fait que la hauteur de la pièce d'usure est à peu près égale à celle de la pièce support. 4- - Moteur à piston rotatif selon la revendication 3, 30 caractérisé par le fait.qu'une chambre de préférence de section rectangulaire destinée à recevoir un ressort de segment, est aménagée dans la face inférieure de la pièce support, par le fait que la largeur de ladite chambre est approximativement égale à la moitié de la largeur du segment et par le fait que la hauteur 35 de ladite chambre est à peu près égale aux trois quarts de la hauteur totale de la pièce support. 70 20342 2050404 5 - Moteur à piston rotatif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que la faee inférieure de la pièce d'usure est constituée par un plan perpendiculaire à l'axe longitudinal du segment et faisant un angle aigu avec la face in- 5 férieùre de la pièce d'usure de manière de diviser à peu près diagonalement le segment en partant d'une des arêtes inférieures de la pièce support. ' 6 - Moteur à piston rotatif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que la face inférieure de 10 la pièce d'usure présente en section une forme en Y oa W et par le fait que la hauteur de la pièce d'usure est approximativement égale à la moitié de la hauteur de la pièce support. 7 - Moteur à piston rotatif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que la pièce d'usure est 15 de forme circulaire et par le fait que sa hauteur est approximativement égale à la moitié de la hauteur de la pièce Bupport. 8 - Moteur à piston rotatif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que la pièce support est de forme générale rectangulaire et comporte au milieu de sa fa- 20 ce supérieure une encoche dans laquelle est disposée la pièce d'usure qui est conformée de manière correspondante. 9 - Moteur à piston rotatif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que la pièce d'usure et la pièce support sont séparées essentiellement par une surface per- 25 pendiculaire aux parois latérales du segment, par le fait que la pièce d'usure présente sur sa face inférieure, de préférence au milieu de cette dernière une "barette longitudinale et par le fait que là pièce support présente une encoche correspondante de sec- . tion approximativement carrée et dont la largeur est à peu près 30 égale au tiers de la largeur du segment. 10 - Moteur à piston rotatif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que la pièce d'usure est de forme générale rectangulaire, est insérée dans la tête du segment et est divisée longitudinalement, de préférence en son mi- 35 lieu par une partie saillante en forme de barette de la pièce support. 11 - Moteur à piston rotatif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que la pièce support dont la section est de préférence rectangulaire, est entourée par la 70 20342 •=«Q~ 20S9404 pièce d'usure aussi Men sur sa partie supérieure que sur ses parois latéraless par le fait que la largeur de la pièce support es' égale à environ la moitié de la largeur totale du segment et par le fait que la hauteur de la pièce support est approximative®ent 5 égale aur: trois quarts de la hauteur totale du segment:, 12 - Moteur à piston rotatif selon l'une des revendications 1 eu 2, caractérisé par le fait que des évidements sont aménagés dansla face inférieure de la pièce d8usure ou des deux parties qui la composent et/ou dans la face supérieure de la 1£ pièce support, lesdits évidements étant disposée sy/aétriquement par rapport au milieu de la longueur de la pièce d'usure ou des deux parties qui la composent et âe préférence le long âe l'as® longitudinal cm par groupe de deux» Bj^étsriquesent de part et d'autre dudit axe. 15 13 - Moteur à piston rotatif selon la revendication 'i 2 5 caractérisé par le fait que la longueur des évideaents est de préférence au moins égale au tiers de la longueur de la pièee d'usure ou des deux parties qui la composent tout en restant inférieure à cette dernière longueur. 20 H - Moteur à pisîon rotatif selon la revendication 13s caractérisé par le fait que la pièce d'usure présente en section une forme-sensiblement trapézoïdale et est insérée dans une sacoche en forme de queue dsaroiide aménagée dans la pièce support» 15 - Moteur à piston rotatif selon la revendication 14-. 25 .caractérisé par le fait qae les arêtes, inférieures de la pièce d*usure sont chanfreinéés .sar toute leur longueur»