Brevet FR2260702A1 — publié le 19750905

Les tuibo-compresseurs à arbre unique., notamment ceux de mode de construction relativement reduit, exigent une vitesse de rotation très élevée de l'arbre compresseur, auquel cas sont nécessaires des rapports de transmission atteignants sur 30. En vue d'obtenir des vitesses de rotation éle- vées de l'arbre du compresseur il est connu d'utiliser des mécanismes avec une demultiplication à un ou deux etages. La démultiplication à un seul etage nécessite un diamètre de roue très grand avec une grande vitesse péripherique, et il en résulte des pertes par ventilation élevées. En outre, les forces périphériques et radiales exercées par les dents, qui agissent sur l'arbre du pignon, constituent Une charge importante qui exige en conséquence de gros paliers sur l'arbre tournant à grande vitesse. En adoptant des dimensions de paliers normales pour l'arbre de rotation rapide, il se produit avec ce mécanisme un paurcentage de perte élevée. Ces pertes sont sensiblement aussi importantes. dans le cas d'emploi d'un mécanisme à deux-étages avec arbre.intermédiaire ou arbre secondaire. En fait,. on a ici, en raison du partage du rapport de multiplication, des. -diamètres de roues. plus petifs et en conséquence des pertes par-ventilation plus faibles. Mais il faut tenir compte du frottement sur palier. de. l'arbre intermédiaire En outre, les pertes dans les dentures sont augmentées du fait que la transmission du couple se fait en deux fois. La présente invention a pour but, dans des turbo- compresseurs à faible puissance d'entralnement, de réduire la perte de puissance produite dans les engrenages, par des mesures aussi simples que possible. A cet effet, l'invention concerne un turbocompresseur à arbre unique, caractérisé en ce que l'arbre de compresseur n'est supporté radialement qu'â son extrémité éloi gnée du mécanisme tandis que à son extrémite qui porte la roue dentée de sortie ou le pignon il est centré par au moins trois roues dentées engrenant avec ce pignon, et appartenant à un nécanisme à plusieurs arbres , dont les roues intermédiaires sont disposées avec le meme angle de décalage réciproque. Bien que; avec un tel mécanisme à plusieurs arbres, lè couple de rotation soit transmis plusieurs fois, la perte de puissance peut être considérablementplus faible que dans le cas d'un arbre secondaire. parce que l'arbre de compresseur n'est supporté radialement qu'à son extrémité opposée au mécanisme tandis qu'1 son extrémité qui porte la roue dentée ou le pignon de sortie il est centré avec ce pignon qui engrène avec les roues intermédiaires.Cela se produit parce que les forces radiales qui, etraîent par l'engrènement des dents les trois roues intermé diairesesont absorbées sans reste; de sorte que le palier d'appui disposé Jusquà maintenant dans le carter de mécanisme peut être supprimé. Ceci conduit I un mode de construction d'encombrement réduit du'mécanisme. Le palier radial qui reste éloigné du mécanisme peut être de construction très légère; parce qu'il n'est pas chargé par le couple de rotation, mais seulement par une partie du poids du rotor de compresseur. Les pertes de puissance ne s'élèvent alors qu'à environ 1/5 de celles qui intéressent lors de l'emploi de l'un des deux mécanismes connus mentionnés plus haut. Suivant une autre caractéristique de l'invention, il est proposé de centrer uniquement la roue dentée dten- trainement par la denture des trois pignons montés sur l'arbre intermédiaire. On économise ainsi également le palier de support de l'arbre de la roue dentée d'entralnement. Ces économies de cons truction améliorent non seulement le rendement du compresseur, mais permettent également un mode de construction très compact du mé- canisme. Avantageusement l''arbre sans palier est relié à l'arbre du moteur par un acco,uplement élastique, de sorte qu'il ne peut se produire,aucun effort indésirable. Deux exemples de réalisation de l'invention sont schématiquement représentés sur les dessins ci-joints dans lesquels: - la figure 1 montre un turbo-compresseur à arbre unique avec pignon de sortie centré par trois pignons intermédiaires. la figure 2 est une vue en coupe transversale du mécanisme par II-II de la figure 1. - la figure 3 montre un turbo-compresseur à arbre unique de la figure l.dans le mécanisme duquel la roue dentée d'entraSnement-est également centrée par trois pignons dentés. - la figure 4 est une vue en coupe transversale du mécanisme par IV--IV de la figure 3. Sur l'arbre 1 d'un turbo-compresseur à plusieurs étages 2 est monté, à l'intérieur d'un carter de mécanisme 3; un pignon de sortie 4 avec lequel engrènent trois roues intermédiaires 5. décalées entre elles de 1200C. Ces roues intermédiaires 5 sont entralnées par une roue dentée d'entraînement 6 par l'intermédiaire de trois pignons 7. Le mécanisme représenté schémati quement a un rappor-t de ttansmission d'environ 1 à 30. L'arbre de compresseur 1 est supportée, à son extrémité éloignée du mécanisme o. par un palier radial 8, qui ne doit absorber aucun couple de rotation. mais seulement une partie du poids du rotor de compresseur. Etant donné que les forces radiales produites par l'engrènement des dentures des trois roues intermédiaires 5, et agissant sur le pignon de sortie 4, se compensent réciproquement sans reste, on peut économiser, grave å l'invention5 le palier d'appui de l'autre extrémité de l'arbre de compresseur auprès du pignon de sortie par ailleurs classique dans d'autres mécanismes à plusieurs arbres.En effet; cette extrémité d'arbre est centrée seulement par la couronne dentée des roues intermédiaires 5 et du pignon de sortie 4, et. au lieu du palier d'appui, il est prévu seulement une garniture d'étanchéité 9 dans le carter de mécanisme 3. Gracie à la disparition du palier d'appui pour le pignon de sortie 4 portant ,l'extrémité d'arbre, ainsi que par la répartition de la transmission de puissance sur trois multiplications, avec; comme cnnséquence, de petites largeurs de denture, on obtient un mode de construction très étroit du carter de mécanisme 3; et cela notamment lorsque la roue dentée d'en tratnement 6 est supportée, comme le montre la figure 1, flottante dans des paliers 10 et 11. Dans le cas du mode de construction suivant la figure 3 on économise également ces deux paliers radiaux 10 et 11. Cela est possible, lors de l'emploi de mécanismes de renvoi à plusieurs arbres, notamment dans le cas de turbo-compresseur très petits. et on obtient une autre réduction des pertes de puissance dues au frottement en palier. Avantageusement, avec ce mode de construction l'arbrel2 qui porte la roue dentée d'entraSne-- ment 6 est relié par un accouplement élastique 13 avec l'arbre moteur 14. En outre une garniture d'étanchéité 15 est disposée, au lieu d'un palier radial dans la paroi 3 du carter de mécanisme. Dans les figures 2 & 4 toutes les roues dentées et pignons ne sont représentées que par leurs circonférences d'en- registrement. Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus décrits et représentés à partir desquels on pourra prévoir d'autres formes et d'autres modes de réalisation sans pour cela sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 10,' turbo-compresseur å arbre unique, caractérisé en ce que l'arbre de compresseur (18 n'est supporté radialement qu'à son extrémité éloignée du mécanisme (3', . tandis que à son extrémité qui porte la roue dentée de sortie ou le pignon (4) il est centré par au moins trois roues dentées engrènant avec ce pignon (4;. et appartenant I un mécanisme à plusieurs arbres dont les roues intermédiaires sont disposées avec le même angle de décalage réciproque. 20j Turbo-compresseur suivant la revendication 1 caractérisé en ce que la roue dentée d'entratnement (6) du mécanisme I plusieurs arbres est centrée seulement par 1'engrènement des trois pignons (7) montés sur les arbres intermédiaires. 30/ turbo-compresseur suivant ltune au moins des revendications 1 & 2; caractérisé en ce que sur le bout d'arbre de la roue d'entraînement (6) situé du coté de la sortie, est monté un accouplement élastique (13,.