Brevet FR2020890A1 — publié le 19700717

L'invention concerne un moteur à combustion interne à piston rotatif du type trochoide avec un carter, comportant une enveloppe et des parties latérales, et avec un piston tournant dans le carter sur un excentrique d'un arbre à excentrique et muni sur ses surfaces frontales de bandes d'étanchéité glissant ssur les parties latérales0 Pour obtenir une bonne étanchéité latérale au gaz du piston on a besoin de dépenses élevées On s1 efforce de réduire le plus possible la fuite de gaz par le joint d'étanchéité au gaz et le joint d'étanchéité à l'huile en direction du bain d'huile. Les fuites de gaz élevées sont nuisibles non seulement pour la combustion, mais ont une influence défavorable sur la desaération du moteur, la consommation huile et sur le gaz d'échappement. Le gaz frais et le gaz d'échappement (gaz de fuite) qui ont passé à travers le joint d'étanchéité latéral au gaz (boulons d'étanchéité, tringles d'étanchéité radiales et bandes d'étanchéité) doivent également passer à travers le joint d'étanchéité à l'huile et arrivent ensuite par la sortie d'huile dans le bain d'huile. Ces gaz peuvent se séparer de l'huile dans les carters intermédiaires et entre évacués vers le haut, c'est-à-dire en direction du filtre d'air. S'il y a de grandes fuites de gaz, il se produit un fort moussage d'huile à des températures d'huile élevées. Il est alors difficile de maintenir la désaération exempte d'huile, c'est-àdire de séparer de nouveau les deux substances. Le gaz exempt d'huile est de nouveau amené au c8té d'aspiration du moteur. On ne peut pas désaérer vers l'atmosphère libre, De grands débits de désaération aspirés entrainent souvent des ratés en marche à vide. Les gaz d1échappement sont influencés défavorablement et il s'ensuit une augmentation des teneurs en monoxyde de carbone ou de l'émission d'hydrocarbures. On s'efforce donc de réaliser une meilleure étanchéité latérale au gaz grâce à plusieurs bandes d'étanchéité, aux petits jeux et à la planéité des disques latéraux0 Cela demande une dépense élevée et on est constructivement limité, L'élasticité d'une bande d'étanchéité dépend du matériau et de son module E ainsi que de la conception constructive (hauteur/largeur).On utilise maintenant généralement par exemple le matériau de segments de pistons. À llélasticité est imposée une certaine limite, si l'on utilise, comme jusqu'à présent, une section rectangulaire normale La bande doit entre pourtant très élastique pour s'adapter bien à la planéité des disques latéraux et des flancs de rainure du piston. Méme avec un petit jeu de rainure et une forte charge thermique, on ne doit pas avoir de coincement0 L'expérience a montré qu'use grande partie du gaz de fuite passe non pas par le jeu de butée et la surface d'étanchéité supérieure, mais par le fond de rainure et les flancs de toute la longueur d'arc de la bande. Avec un grand jeu axial du piston (par exemple à faible charge et avec moteur froid) la bande d'étanchéité effectue une certaine course mais doit rester néanmoins étanche au gaz. À cause de la pression de gaz et des forces centrifuges la bande d'étanchéité effectue un changement de flanc dans la rainure du piston. Cela se produit en particulier pendant la marche (traction-poussée) avec une surpression et dépression. La pression de gaz entre le joint d'étanchéité au gaz et le joint d'étanchéité à l'huile joue alors un rible correspondant, car cette pression peut monter jusqu'à 5 atm. eff. L'invention a pour but de concevoir la bande d'étanchéité même sur ses flancs de façon qu'elle soit élastique et qu'elle puisse bien s'adapter à la rainure en garantissant ainsi un fonctionnement impeccable. Une bande d'étanchéité très élastique est non seulement un bon joint dlétanchéité au gaz, mais sert en plus comme blocage d'huile. Le problème a été résolu pour le moteur à combustion interne à piston rotatif cité ci-dessus suivant l'invention en entaillant les bandes d'étanchéité pour -augmenter leur élasticité. On peut ainsi maintenir la largeur de la bande et la largeur de la rainure à une dimension pouvant entre bien usinée sans perdre l'élasticité. Gracie à l'entaille on augmente la pression spécifique de la surface d'étanchéité0 L'entaille est en memé temps une rainure de graissage et sert ainsi à l'étanchéité hydraulique au gaz. On diminue ainsi l'usure des bandes dtétanchéité et des disques latéraux. Un moteur étanche au gaz donne dans la zone des faibles nombres de tours de la courbe de pleine charge des pressions effectives élevées. On parle alors dtun moteur élastique qui accélère vite. De plus, la bande représentant un secteur du cercle doit pouvoir se plier facilement en forme d'arc pour se déplacer sans tension dans la rainure du piston, De temps en temps on remplace ainsi trois bandes latérales par un anneau axial fermé. C' est-à-dire, le joint d'étanchéité au gaz dtun côté du piston comprend un jeu de bandes d'étanchéité et un anneau axial branché à la suite. Cet anneau peut ainsi avoir les sections transversales élastiques proposées. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention une entaille peut btre pratiquée, comportant de la surface d'étanchéité, dans la bande d'étanchéité. Cette bande d'étanchéité aura l'effet d'une bande d'étanchéité double. Àvec la surface de glissement divisée la pression d'application spécifique est accrue. L'entaille est en meme temps une rainure de graissage et sert ainsi à l'étanchéité hydraulique au gaz. On diminue ainsi l'usure des bandes d'étanchéité et des disques latéraux. Une autre caractéristique de l'invention consiste en ce qu'on prévoit en plus une entaille du coté de fond de rainure. Cette entaille sert en meme temps de réservoir d'huile. La largeur de l'entaille peut etre très petite (par exemple, 0,5 mm). Une autre possibilité de réaliser un réservoir d'huile consiste à prévoir une seule entaille du c8té de fond de rainure. Pour rendre élastique la surface d'étanchéitée on propose dans un autre mode de réalisation, de pratiquer une entaille à proximité de la surface d1 étanchéité en partant du flanc de la rainure. Une autre possibilité de réaliser une surface d'étanchéité très élastique consiste à pratiquer en plus une entaille en partant du flanc opposé de la rainure. Pour avoir aussi avec les deux modes de réalisation cités en dernier lieu un réservoir d'huile, on peut prévoir en plus une entaille du côté de fond de rainure. Comme autre caractéristique de ltinvention, on peut concevoir l'entaille ou les entailles comme rainures à fond arrondi . Une autre possibilité consiste en ce que l'entaille provenant de la surface d'étanchéité a une section triangulaire. Les exemples de réalisation représentés au dessin montrent comment on peut matérialiser l'idée de l'inventione La figure I montre en coupe une bande d'étanchéité 7 avec une entaille 8 partant d'une surface d'étanchéité 9 et allant à peu' près jusqu'au milieu de la profondeur de la bande d'étanchéité 7. Pour donner une idée de la position de la bande d'étanchéité 7 dans une rainure 10, on a indiqué le piston Il et un disque latéral 12. Àu fond de la rainure 13 se trouve un ressort i4 qui pousse la bande d'étanchéité 7 contre le disque latéral 12. La figure 2 montre en coupe la bande d'étanchéité 7 dans un autre mode de réalisation avec une entaille 15 à la surface d'étanchéité 9, allant à peu près jusqu'au quart de la profondeur de la bandé d' étanchéité 7, et une autre entaille 16 du côté de fond de rainure allant à peu près jusqu'au milieu de la profondeur de la bande d'étanchéité 7. La figure 3 montre en coupe la bande d'étanchéité 7 dans un autre mode de réalisation avec une entaille 16 pratiquée sur le fond de rainure 17 dont la profondeur correspond à peu près à deux tiers de la profondeur de la bande d'étanchéité 7. La figure 4 montre en coupe la bande d'étanchéité 7 dans un quatrième mode de réalisation avec une entaille 18 à proximité de la surface d'étanchéité 9, pratiquée en partant d'un flanc de rainure 19, et avec la possibilité de prévoir une autre entaille 16 en partant du côté de fond de rainure 17. La figure 5 montre en coupe la bande d'étanchéité 7 dans un cinquième mode de réalisation avec deux entailles opposées 18 et 19 à proximité de la surface d'étanchéité 9, pratiquées en partant de deux flancs de rainure opposés 19 ou 21, et avec la possibilité de prévoir une autre entaille 16 én partant du cdté de fond de rainure 17. La figure 6 montre en coupe la bande d'étanchéité 7 dans un sixième mode de réalisation avec l'entaille 16 sur le coté de fond de rainure 17 et une autre entaille 22 à la surface d'étanchéité 9 à section triangulaire0 RiVBSDICAXIONS 1 - Moteur à combustion interne à piston rotatif du type trochoSde avec un carter, comportant une enveloppe et des parties latérales, et un piston tournant sur ltexcentrique d'un arbre à excentrique et muni sur ses surfaces frontales de bandes d'étanchéité glissant sur les parties latérales, caractérisé en ce que les bandes d'étanchéité sont entaillées pour augmenter leur élasticité. 2 - Moteur à combustion interne à piston rotatif suivant 1, caractérisé en ce qu'une entaille est pratiquée à partir d'une surface d'étanchéité. 3 - Moteur à combustion interne à piston rotatif suivant 1 et 2, caractérisé en ce qu'une entaille est prévue en plus du côté de fond de rainure. 4 - Moteur à combustion interne à piston rotatif suivant 1, caractérisé en ce que l'entaille est pratiquée- du côté de fond de nervure. 5 - Moteur à combustion interne à piston rotatif suivant 1, caractérisé en ce qu'une entaille est prévue à proximité de la surface d1 étanchéité en partant d'un flanc de nervure. 6 - Moteur à combustion interne à piston rotatif suivant 5, caractérisé en ce qu'une autre entaille est prévue en partant du flanc de rainure opposé au précédent. 7 - Moteur à combustion interne à piston rotatif suivant 5 et 6, caractérisé en ce qu'une entaille est pratiquée en plus du côté de fond de rainure 8 - Machine à combustion interne à piston rotatif suivant l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'entaille ou les entailles sont conçues comme rainures à fond arrondi. 9 - Machine à combustion interne à piston rotatif suivant. l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce qu'unie entaille partant de la surface d'étanchéité a-une section triangulaire.