Brevet FR2525289A1 — publié le 19831021

La présente invention se rapporte à un compres- seur volumétrique rotatif du type Roots comprenant deux rotors contrarotatifs, avec des arbres qui portent deux roues dentées en prise entre elles qui servent à transmet- tre la rotation d'un arbre à l'autre. Dans les compresseurs classiques de ce type, les deux roues dentées sont normalement clavetées sur leurs ar- bres respectifs au moyen d'accouplements prismatiques Ces accouplements prismatiques doivent nécessairement être for- més avec une grande précision, par un usinage précis qui exige un équipement compliqué et coûteux, pour obtenir la relation de phase correcte entre les deux rotors et les deux roues dentées s Le but de l'invention est de réaliser un compres- seur du typé spécifié plus haut qui soit plus simple et plus économique à fabriquer et qui permette d'obtenir une relation de phase plus précise entre les deux rotors et leurs roues dentées pendant l'assemblage. Pour atteindre ce but, l'invention a pour objet un compresseur volumétrique rotatif du type défini au dé- but caractérisé en ce que les deux roues dentées sont mon- tées libres en rotation sur les arbres des deux rotors et en ce que des moyens de blocage à friction sont prévus pour rendre les roues dentées rigidement solidaires de leurs arbres respectifs en rotation. Cette caractéristique permet d'obtenir une rela- tion de phase précise entre les rotors et les deux roues dentées d'une façon simple et rapide au cours de l'assem- blage du compresseur sans exiger de clavetage précis et compliqué des roues dentées sur leurs arbres respectifs. En fait, pendant l'assemblage du compresseur, il suffit, avant de bloquer les deux roues dentées par friction, de placer l'une de ces deux roues dentées dans la position angulaire correcte par rapport à l'autre en même temps qu'on maintient les deux rotors dans leurs positions angu- laires relatives prédéterminées correspondantes Pour ter- terminer ensuite l'assemblage du compresseur, il suffit de serrer les moyens de blocage à friction de manière à accou- pler les roues dentées solidairement en rotation à leurs arbres respectifs. Selon un mode de réalisation préféré, chacune des roues dentées est interposée entre deux éléments de rete- nue axiale montés sur l'arbre de rotor correspondant, dont l'un est axialment fixe et l'autre est axialement mobile et l'élément de retenue axialement mobile est associé à uln élément de blocage fileté qui est vissé sur le filetage correspondant de l'arbre pour serrer la roue dentée entre les deux éléments de retenue axiale. L'invention se rapporte également à un outil des- tiné à être utilisé pour l'assemblage du compresseur d 4 fi- ni plus haut, qui est particulièrement simple, pratique et fonctionnel. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre d'un exemple de réalisation et en se r 4 fé- rant aux dessins annexés sur lesquels, la figure 1 est une vue axiale en partie en coupe d'un compresseur volumétrique rotatif selon l'invention; la figure 2 est une vue analogue à la figure 1 et qui montre une partie du compresseur de la figure 1 pen- dant son assemblage; la figure 3 est une vue en élévation de crté pri- se selon la flèche III de la figure 2. On se reportera tout d'abord à la figure 1, sur laquelle on a représenté un compresseur volumétrique rota- tif du type Roots, désigné dans son ensemble par la réfé- rence 10 et destiné à la suralimentation d'un moteur à com- bustion interne pour véhicule automobile Le compresseur comprend un carter 11 dans lequel sont montés rotatifs deux rotors 12, 14 à deux lobes de type connu, dont les ar- bres respectifs 16, 18 sont suoportés libres en rotation par deux tétes 20, 22 qui sont montées à joint étanche sur les extrémités opposées du carter 11 Des couvercles amovi- bles correspondants 26, 28 sont fixés aux deux têtes sup- ports 20, 22. Dans la région du couvercle 28, les extrémités des deux arbres 16, 18 sont supportées en rotation dans la tête 20 correspondante au moyen de roulements respectifs , 32 dont les bagues intérieures 30 a, 32 a portent axiale- ment contre des entretoises correspondantes 34, 36, qui bu- tent face à face contre les deux rotors 12, 14. Deux roues dentées 38, 40 de même diamètre sont montées respectivement sur l'arbre 16 et sur l'arbre 18 et engrènent l'une dans l'autre Chaque roue dentée 38, 40 est interposée entre la bague intérieure 30 a, 32 a de son roulement respectif 30, 32 et un écrou de serrage 42, 44 muni d'une rondelle 46, 48, qui est vissé sur une partie filetée 50, 52 de l'arbre correspondant 16, 18 Les deux roues dentées 38, 40 sont respectivement bloquées solidai- rement en rotation sur les arbres 16, 18 par un simple ac- couplement à friction réalisé entre les bagues intérieures 30 a, 32 a et les rondelles 46, 48, accouplement qui est ob- tenu en serrant les deux écrous 42, 44 Ce blocage est réa- lisé manuellement au moyen d'une clé ordinaire pour écrous et boulons, lorsque les rotors 12, 14 et les roues dentées 38, 40 ont été mis en phase d'une façon qui sera expliquée plus bas. L'extrémité de l'arbre 18 qui est à l'opposé du couvercle 26 et qui est indiquée en 18 a, traverse le cou- vercle 28 à joint étanche et porte une poulie 54 qui peut être reliée au moyen d'une courroie crantée à un élément moteur constitué, par exemple, par le vilebrequin du mo- teur auquel le compresseur 17 est associé, ou par l'arbre à cames de ce moteur La poulie 54 est bloquée en torsion sur l'extrémité 18 a de l'arbre 18 au moyen d'un écrou 56 muni d'une rondelle 58, qui est vissé sur le filetage ter- minal 18 b de l'arbre 18. Les figures 2 et 3 représentent un outil selon l'invention qui peut être utilisé au cours de l'assemblage compresseur 10 pour établir une relation de phase exacte et précise entre les deux rotors 12, 14 et les roues den- tées 38, 40 L'outil, désigné dans son ensemble par la ré- férence 60, comprend essentiellement une plate-forme sup- port 61 ayant deux parois parallèles espacées 62, 64 dont la oremière est munie d'éléments de centrage et de fixa- tion 65 pour la tête support 20 et dont l'autre est équi- pée d'un manchon 66 destiné à supporter en rotation les ex- trémités correspondantes 16 a, 18 a, des arbres 16, 18 qui sont à l'opposé de la tête 20 La paroi 62 qui est fixée à la plate-forme 61 au moyen de deux joues de renforcement latérales 70 et présente une ouverture centrale 67, suppor- te une paire d'éléments de positionnement analogues à des mâchoires, désignés dans leur ensemble par les références 72 et 74 respectivement, dont le premier est situé sur le côté de la paroi 62 qui est à l'opposé de la plate-forme 61 et dont l'autre est positionné d'un côté par l'une des joues latérales 70 Chacun des éléments de positionnement 72, 74 comprend un organe travaillant 76, 78 du type vis et écrou destiné à déterminer, par l'intermédiaire d'un vo- lant 80, 82, le déplacement manuel d'un arbre 84, 86 qui, porte un corps 88, 90 muni d'une extrémité 92, 94 en forme de berceau Les corps 88, 90 sont guidés dans des structu- res de guidage 96, 98 respectivement et ils peuvent coulis- ser axialement dans deux directions A, B mutuellement per- pendiculaires. La paroi 62 supporte également, sur le côté de la joue latérale 70 qui est à l'opposé de l'élément de posi- tionnement 74, un élément de réaction 100 comprenant un dispositif travaillant à vis et écrou 102 muni d'un volant 104 et qui sert à déplacer un arbre 106 portant un corps 108 muni d'une partie terminale 110 en forme de berceau. La manoeuvre du dispositif 102 détermine le déplacement axial du corps 108 dans la direction C parallèle à la di- rection de déplacement B du corps 90 de l'élément de posi- tionnement 74 et, par conséquent, perpendiculairement à la direction A du déplacement du corps 88 de l'élément de po- sitionnement 72. on décrira maintenant la manoeuvre de l'outil 60 pendant l'assemblage du compresseur 10. Avant l'assemblage du carter 11 et de la tête sup- port 22, on positionne sur l'outil 60 l'unité constituée par les deux rotors 12, 14 montés dans la tête support 20, avec leurs arbres respectifs 16, 18, en introduisant les deux rotors 12, 14 à travers l'ouverture 67 jusqu'à ce que les extrémités 16 a, 18 c des arbres 16, 18 soient montées dans le manchon 66 et que la tête support 20 soit bloquée contre la face externe de la paroi 62 de la façon représen- tée sur la figure 2 De cette façon, les deux rotors 12, 14 s'étendent entre les deux parois 62, 64 avec leurs ar- bres 16, M 8 parallèles à la plate-forme 61, c'est-à-dire perpendiculaires aux directions de déplacement A, B, C des deux éléments de positionnement 72, 74 et de l'élément de réaction 100 A ce stade, on maintient au moins l'un des écrous de blocage 42, 44 dans un état libre de sorte qu'on peut faire tourner librement au moins l'une des roues den- tées 38, 40 sur son arbre respectif 16 ou 18. Ensuite, on place manuellement les deux rotors 12, 14 dans la position représentée clairement sur la figu 7 re 3, c'est-à-dire dans la position o le grand axe D du rotor 12 est disposé perpendiculairement à la plateforme 61 et le grand axe E du rotor 14 parallèlement à cette pla- te-forme 61, c'est-à-dire perpendiculairement au grand axe D A ce stade, on manoeuvre les volants 80, 82, 104 de ma- nière à mettre la partie en berceau 92 en contact avec le lobe du rotor 12 qui est à l'opposé du rotor 14 et les par- ties en berceau 94, 110 en prise avec les deux lobes du ro- tor 14 De cette façon, les deux rotors 12, 14 sont posi- tionnés fermement et avec précision, les grands axes D, E étant respectivement alignés sur les directions de déplace- ment A, B des deux éléments de positionnement 72, 74. Maintenant, on ajuste les positions angulaires re- latives des deux roues dentées 38, 40 et, finalement, on serre les écrous 42, 44 aussi fortement que possible pour rendre ces roues dentées rigidement solidaires de leurs ar- bres respectifs 16, 18 en rotation. Lorsque cette opération a été exécutée, on retire la tête support 20, avec les rotors 12, 14, de l'outil 60 et on complète l'assemblage du compresseur 10 par le monta- ge du carter 11, de la tête support 22 et de la poulie 54. Bien entendu, diverses modifications pourront être apportées par l'homme de l'art au compresseur et à l'outil qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'i nven- tion. R E V E N D I C A T I ON S 1 Compresseur volumétrique rotatif du type Roots, comprenant deux rotors contra-rotatifs, avec des ar- bres qui portent à une extrémité deux roues dentées en pri- se entre elles qui servent à transmettre la rotation d'un arbre à l'autre, caractérisé en ce que les deux roues den- tées ( 38, 40) sont montées librement rotatives sur les ar- bres ( 16, 18) des deux rotors ( 12, 14) et en ce que des moyens de blocage à friction ( 42, 46, 30 a; 44, 48, 32 a) sont prévus pour rendre les roues dentées ( 38, 40) rigide- ment solidaires de leurs arbres respectifs ( 16, 18) en ro- tation. 2 Compresseur selon la revendication 1, caracté- risé en ce que chacune des roues dentées ( 38, 40) est in- terposée entre deux éléments de retenue axiale ( 30 a, 46 32 a, 48) montés sur l'arbre ( 16, 18) du rotor correspon- dant ( 12, 14) dont l'un est axialement fixe et dont l'au- tre est axialement mobile et en ce qu'un élément de bloca- ge vissé ( 42, 44) est associé à l'élément de retenue '( 46, 48) axialement mobile et est vissé sur un filetage corres- pondant ( 50, 52) de l'arbre ( 16, 18) pour serrer la roue dentée ( 38, 40) face contre face entre les deux éléments de retenue axiale ( 30 a, 46; 32 a, 48). 3 Outil destiné à être utilisé pour l'assembla- ge d'un compresseur rotatif volumétrique du type Roots se- lon l'une quelconque des revendications précédentes, et dans lequel les extrémités des arbres des deux rotors tou- rillonnent dans deux têtes supports latérales qui peuvent être fixées à joint étanche à un carter du compresseur, cet outil étant caractérisé en ce qu'il comprend: un sup- port ( 61) ayant deux parois parallèles et espacées ( 62, 64) destinées à supporter les arbres ( 16, 18) des deux ro- tors ( 12, 14) libres en rotation avant que ces rotors ne soient introduits dans le carter ( 11) du compresseur ( 10), l'une des parois étant munie de moyens ( 65) destines à positionner et bloquer la tête ( 20) du compresseur qui sup- porte les extrémités des arbres ( 16, 18) portant les deux roues dentées ( 38, 40) libres en rotation de manière à per- mettre d'accéder aux moyens de blocage à friction ( 42, 44) des roues dentées ( 38, 40) de l'extérieur, et deux élé- ments de positionnement ( 72, 74) en forme de mâchoires qui peuvent se déplacer dans des directions (A, B) perpendicu- laires aux arbres ( 16, 18) des deux rotors ( 12, 14) pen- dant l'utilisation de l'outil, les éléments de positionne- ment ( 72, 74) étant munis respectivement de parties ( 92, 94) en forme de berceau qui sont destinées respectivement à attaquer les rotorscorrespondants leur périphérie, les élé- ments de positionnement servant à bloquer les rotors dans une position angulaire relative prédéterminée. 4 Outil selon la revendication 3, destiné à être utilisé pour l'assemblage d'un compresseur dont les rotors ( 12, 14) ont une section à double lobe qui présente un grand axe et un petit axe,caractérisé en ce que les di- rections de déplacement (A, B) des deux éléments de posi- tionnement ( 72, 74) sont perpendiculaires entre elles et en ce que la partie en berceau ( 92, 94) de chaque élément de positionnement ( 72, 74) est agencée pour coopérer avec l'un des lobes du rotor correspondant ( 12, 14) pour serrer les rotors ( 12, 14) dans une position dans laquelle les grands axes (D, E) sont alignés dans les directions de dé- placement des éléments de positionnement ( 72, 74) respec- tifs. Outil selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un élément de réaction ( 130) qui peut se déplacer parallèlement à la direction de dépla- cement (B) de l'un des éléments de positionnement ( 74) et qui présente une partie en berceau ( 110) agencée à coopé- rer avec l'autre lobe du rotor ( 14) avec lequel l'élément de positionnement ( 74) est destiné pour coopérer.