Brevet FR2498251A1 — publié le 19820723

La présente invention se rapporte à un turbo- compresseur à gaz d'échappement comportant deux roues à aubes, l'une pour la turbine alimentée par les gaz d'échappement et l'autre pour la soufflante d'air d'alimentation, les paliers non fendus de ces deux roues à aubes étant intercalés entre elles. L'invention vise à obtenir une augmunta- tion de la puissance de turbocompresseurs à gaz d'échappe- ment. Dans des turbocompresseurs à gaz d'échappe- ment de type connu, dans lesquels les paliers sont disposés entre les roues à aubes, l'arbre de ces roues est relié à une roue à aubes constituée par un disque plein. La seconde roue à aubes, dont le moyeu est percé d'un alésage continu de cen- trage, est emboîtée et fixée en dernier,après le montage des paliers, sur l'extrémité libre de l'arbre des roues à aubes. Cette forme de réalisation,qui a fait ses preuves, permet d'obtenir une faible longueur et, en tenant compte des contraintes pouvant être imposées aux matériaux, une bonne fiabilité de fonctionnement d'un tel turbocompres- seur à gaz d'échappement. La contrainte imposée au matériau dans la région de l'alésage de centrage du moyeu de la seconde roue à aubes constitue le paramètre décisif de la vitesse angulaire limite pouvant être obtenue. Par rapport à un dis- que plein, la contrainte imposée à la matière dans la zone de l'alésage du moyeu est presque deux fois plus importante à la même vitesse angulaire. La présente invention a par conséquent pour objet un turbocompresseur à gaz d'échappement, dans lequel les paliers non fendus radialement sont interposés entre les roues à aubes, les moyeux de ces deux roues à aubes n'étant pas percés. Selon les caractéristiques essentielles de l'invention, les deux roues à aubes consistent en des disques pleins. En outre, à chaque roue à aubes, est assujetti un bout d'arbre qui, pour l'une desdites roues, est conformé en une tige et, pour l'autre roue, comporte un trou borgne per- mettant la fixation axiale de ladite tige. Selon d'autres caractéristiques de l'inven- tion - l'un des bouts d'arbre consiste en une tige filetée et le trou borgne pratiqué dans l'autre bout d'arbre comporte un taraudage complémentaire - le bout d'arbre consistant en une tige et le trou borgne ménagé dans l'autre bout d'arbre forment un assemblage serré; - au moins le bout d'arbre constituant une tige est relié par soudage à la roue à aubes; - ladite tige est reliée à la roue à aubes par une extrémité bridée, par soudage par friction - le bout d'arbre comportant le trou borgne est relié par soudage par friction à la roue à aubes, sur une surface annu- laire, par une extrémité bridée; - le bout d'arbre comportant le trou borgne constitue, par sa périphérie, un manchon porte-paliers; - les bouts d'arbre comportant le trou borgne et la roue à aubes qui lui est associée forment un seul bl:oc en une même matière; - le manchon porte- paliers constitue une partie mobile centrée sur le bout d'arbre de la roue à aubes; et/ou - le trou borgne est ménagé dans la roue à aubes de la turbine à gaz d'échappement. Les avantages obtenus grâce à l'invention résident notamment dans le fait qu'il est possible de mainte- nir le principe appliqué jusqu'à présent d'un montage axial avec contrôle visuel permanent; que l'utilisation des avanta- ges connus de roues à aubes formées par des disques pleins est possible dans cette forme de réalisation éprouvée des pa- liers de turbocompresseurs à gaz d'échappement; que, pour une matière donnée,il en résulte un accroissement de la vitesse angulaire limite; ou que, lorsqu'on souhaite obtenir une vi- tesse angulaire limite plus importante, on peut se dispenser d'utiliser un matériau de plus grande résistance,donc d'un prix plus élevé. L'invention va à présent être décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemples nulle- ment limitatifs et sur lequel la figure 1 est une coupe longitudinale d'un turbocompresseur à gaz d'échappement; et la figure 2 est une coupe longitudinale par- tielle d'une variante de réalisation du dispositif d'assem- blage des bouts d'arbre. Un turbocompresseur à gaz d'échappement com- porte deux roues à aubes, l'une pour une turbine (11) alimentée par les gaz d'échappement et l'autre pour une soufflante (12) d'air d'alimentation. Des paliers 13 et 14, non fendus radia- lement, sont intercalés entre les deux roues à aubes. A cha- cune des deux roues à aubes constituées par des disques pleins, est assujetti un bout d'arbre, les bouts d'arbre se trouvant sur les faces opposées l'une à l'autre après le montage. Le bout d'arbre assujetti à la roue à aubes de la soufflante 12 consiste en une tige filetée 15, reliée par une extrémité bridée 19 à ladite roue à aubes par soudage; de préférence par soudage par friction. Le bout d'arbre assujetti à la roue à aubes de la turbine 11 constitue un manchon 16 porte-paliers et, dans un trou borgne central 17, il présente un taraudage 18 complémentaire du filetage de la tige 15. Le manchon 16 est relié par une extrémité bridée 20, sur une surface annu- laire, à la roue à aubes de la turbine 11, par soudage par friction. Lorsqu'on assemble le turbo-compresseur à gaz d'échappement, cet assemblage débute par la roue à aubes de la turbine 11 à gaz d'échappement. Après que toutes les pièces à intercaler entre les roues à aubes ont été montées, on assemble la roue à aubes-de la soufflante (12) avec la roue à aubes de la turbine 11 en vissant la tige filetée 15 dans le taraudage 18 du manchon 16 porte-paliers. Pour assurer la transmission du couple de rotation entre la turbine 11 et la soufflante 12, la liaison par filetage est serrée de manière à assurer un assemblage par friction suffisant entre les faces extrêmes appliquées les unes contre les autres, du manchon 16, d'une bague intermédiaire 21 et de la roue à au- bes de la soufflante 12. La figure 2 illustre une variante de réali- sation de l'assemblage des bouts d'arbre de la.roue à aubes de la turbine 11 et de la roue à aubes de la soufflante 12. Dans ce cas, un taraudage 28 est ménagé dans un bout d'arbre court 27 de la roue à aubes de la turbine et le manchon 26 porte-paliers, formant une partie mobile, est centré sur ledit bout d'arbre 27. Par rapport à la forme de réalisation de la figure 1. une tige filetée 25 est de longueur sensiblement supérieure. Le montage du turbocompresseur à gaz d'échappe- ment a lieu de la même manière que celle décrits ci-avant. Une autre variante de réalisation non illusr trée de l'assemblage des bouts d'arbre de la roue de la tur- bine Il et de la roue de la soufflante 12 consiste en ce que le bout d'arbre conformé en une tige forme, avec le trou bor- gne ménagé dans l'autre bout d'arbre, un assemblage conique ou cylindrique serré. Il va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au turbocompresseur à gaz d'échappe- ment décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Turbocompresseur à gaz d'échappement com- portant deux roues à aubes, l'une pour une turbine alimentée par les gaz d'échappement et l'autre pour une soufflante d'air d'alimentation, les paliers radiaux non fendus de ces deux roues étant intercalés entre elles, turbocompresseur caractérisé par le fait que les deux roues à aubes consistent en des disques pleins; et par le fait que, à chaque roue à aubes, est assujetti un bout d'arbre qui, pour l'une desdites roues, consiste en une tige et, pour l'autre roue, comporte un trou borgne permettant de fixer axialement ladite tige. 2. Turbocompresseur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'un des bouts d'arbre consiste en une tige filetée (15), le trou borgne de l'autre bout d'ar- bre présentant un taraudage (18) complémentaire du filetage de cette tige. 3. Turbocompresseur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le bout d'arbre formé par une tige et le trou borgne ménagé dans l'autre bout d'arbre cons- tituent un assemblage serré. 4. Turbocompresseur selon l'une des reven- dications 2 et 3, caractérisé par le fait qu'au moins le bout d'arbre formé par une tige est relié par soudage à la roue à aubes. 5. Turbocompresseur selon la revendication 4, caractérisé par le fait que la tige est reliée par une ex- trémité bridée (19) à la roue à aubes, par soudage par fric- t ion. 6. Turbocompresseur selon l'une revendica- tions 2 et 3, caractérisé par le fait que le bout d'arbre pré- sentant le trou borgne est relié par une extrémité bridée (20) à la roue à aubes, sur une surface annulaire et par soudage par friction. 7. Turbocompresseur selon la revendication 6, caractérisé par le fait que le bout d'arbre comportant le trou borgne constitue, par sa périphérie, un manchon (16) por- te-paliers. 8. Turbocompresseur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le bout d'arbre comportant le trou borgne et la roue à aubes qui lui est associée forment un seul bloc en une même matière. 9. Turbocompresseur selon la revendication B, caractérisé par le fait que le manchon (26) porte-paliers est un organe mobile centré sur le bout d'arbre (27) de la roue à aubes. 10. Turbocompresseur selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le trou borgne est ménagé dans la roue à aubes de la turbine (11) à gaz d'échappement.