Brevet FR2532011A1 — publié le 19840224

L'invention concerne une machine refoulante pour fluides compressibles comprenant au moins une chambre de refoulement conforme à la manière d'une fente en spirale et disposée dans un boîtier fixe et un corps de refoulement également conformé en spirale, associé a chaque chambre de refoulement et pénétrant dans celle-ci, qui est disposé en tant qu'élémenten forme de bande sur un rotor en forme de disque entraîné excentriquement par rapport au boîtier, tandis qu'un dispositif de commande fournissant la commande excentrique contacte au moins un point du rotor et -un dispositif de guidage contacte au moins un autre point disposé a une certaine distance, et que des moyens sont prévus pour absorber élastiquement des différences de longueurs survenant entre les deux points de contact. Des machines refoulantes travaillant d'après le principe de la spirale sont connues par exemple de par le document DE-OS 26 03 462 Un compresseur construit selon ce principe --se distingue par un refoulement à peu près exempt de pulsations du fluide de travail gazeux constitué par exemple par de l'air ou un mélange air-combustible et pourrait par conséquent être utilisé avec avantage entre autres également pour suralimenter des machines à combustion interne.Pendant le fonctionnement d'un tel compresseur, sont inclus le long de la chambre de refoulement entre le corps de refoulement conformé en spirale et les deux parois périphériques de la chambre de refoulement, plusieurs espaces de travail en forme de faucille qui se déplacent de 1'entrée â la sortie a travers la chambre de refoulement, leur volume se réduisant alors de façon continue et la pression du fluide de travail en étant accrue d'autant. Pour la commande d'une telle machine-refoulante, on connaît déjà également de prévoir des dispositifs excentriques disposés à une certaine distance l'un de l'autre et qui peuvent être constitués par exemple par des manivelles excentriques, l'un des deux dispositifs excentriques étant prévu comme dispositif de commande et le deuxième comme dispositif de guidage. Dans une telle machine refoulante, on connaît également (document DE-OS 28 31 179) d'associer à au moins un des deux éléments de refoulement une suspension élastique pour ainsi permettre dans un certain cadre un guidage parallèle imprécis, une fabrication de contour imprécise ainsi qu'une déformation thermique et une absorption de jeu, sans influer négativement sur les conditions d'étanchéité. Le problème qui est à la base de la présente invention consiste donc à permettre dans une machine refoulante ayant la structure indiquée une autre possibilité d'absorption des différences de longueurs entre les deux points de contact. En particulier, de telles différences de longueurs ont lieu dans des machines refoulantes utilisées comme compresseurs de suralimentation de machines à combustion interne; dont les rotors subissent une dilatation thermique différente à cause des matières différentes et/ou des températures différentes. La solution de ce problème consiste en ce que l'un des dispositifs présente un élément de transmission variable en longueur au moins dans la direction de la ligne de liaison des points de contact. Selon la présente invention, on voit que l'élément de transmission est capable d'absorber, du fait qu'il fait partie de l'un des dispositifs,les différences de dilatation thermique qui surviennent. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention résulteront de la description qui va suivre de plusieurs formes de réalisation de l'invention, qui est faite à titre d'exemple non limitatif, en réf é- rence aux dessins sur lesquels: la figure 1 est une vue d'extrémité d'un rotor d'une machine refoulante selon la présente invention; . la figure 2 montre à plus grande échelle une coupe longitudinale sous forme de sections de la machine refoulante selon la figure 1; . la figure 3 est une vue d'extrémité d'une partie du rotor de la machine refoulante ayant une autre forme de réalisation selon la présente invention; et . la figure 4 montre dans une vue correspondant à celle de la figure 3, une autre variante de réalisation possible de la présente invention. Dans les diverses figures du dessin, les mêmes composants ou les composants comparables sont munis des mêmes numéros de référence. On désigne par 1 l'ensemble du rotor en forme de disque qui présente sur au moins une face d'extrémité, de préférence cependant sur les deux côtés des corps de refoulement 2 en forme de languettes ou en forme de barrettes qui s'étendent en spirale, deux d'entre euk etant représentés comme s'emboîtant les uns dans les autres dans l'exemple montré au dessin. A ces corps de refoulement appartiennent, comme le dessin le montre sans détail, deux chambres de refoulement dans le boîtier fixe 10 qui sont ménagées dans celui-ci à la façon d'une fente en spirale. Ces chambres de refoulement s'étealdent respectivement d'un espace d'entrée prévu à la périphérie externe du -boltier à un espace de sortie prévu à la périphérie interne et pressentent des parois périphériques essentiellement parallèles, disposées à une distance constante l'une de l'autre et formées par exemple par plu- sieurs arcs de cercle se raccordant l'un à l'autre, et entre lesquelles le corps de refoulement 2 est maintenu. La courbe de chaque corps de refoulement en spirale 2 est calculée pour qu'il touche approximativement les parois périphériques interne et externe de la chambre -de refoulement en plusieurs endroits, par exemple en deux endroits respectifs. Lors du fonctionnement de la machine refoulante, un mouvement circulaire de chacun des points des corps dé refoulement est produit par la commande excentrique du rotor en forme de disque qui comporte lesdits corps, ce mouvement circulaire étant alors limité par les parois périphériques des chambres de refoulement.En conséquence de la proximité alternative multiple des corps de refoulement 2, par rapport aux parois périphériques interne et externe de la chambre de refoulement associée, il en résulte sur es deux côtés des corps de refoulement des espaces de travail en forme de croissant renfermant le fluide de travail et qui sont poussés en direction de la sortie par la commande excentrique des corps de refoulement à travers les chambres de refoulement, les volumes de ces espaces de travail diminuant alors et la pression du fluide de travail augmentant alors en c-onséquence. La commande excentrique des corps de refoulement est à présent assurée par le fait que le rotor 1 en forme de disque présentant les corps de refoulement est maintenu par rapport au boîtier 10 au moyen de deux dispositifs excentriques 4-6 et 7-9, ces derniers présentant une certaine distance l'un par rapport à l'autre et l'un des excentriques étant relié à un arbre de commande 5. Cet arbre de commande est maintenu centralement dans le boîtier 10 au moyen des paliers 11 dans l'exemple de réalisation montré au dessin (figure 2), tandis qu'un arbre de guidage 8 du deuxième dispositif excentrique est maintenu par les paliers 15 sur la périphérie radialement externe du boîtier 10. Les deux dispositifs excentriques sont conformés dans l'exemple de réalisation à la manière d'une commande par bielle, des tourillons de commande 4 ou 7 maintenus excentriquement par l'intermédiaire de bras de leviers 6, 9 sur les arbres 5 ou 8 montés dans le boîtier 10 étant alors prévus.Ces tourillons 4 et 7 sont maintenus par des paliers 17 et 18 dans le rotor 1, le palier 17 étant disposé dans un alésage 16 se trouvant au centre dans le rotor l tandis que le palier 18 est maintenu en dehors du centre du rotor 1 sur son bord radialement externe dans une lumière 3 qui s'y trouve. Dans l'exemple de réalisation montré aux figures 1 et 2, ce palier 18 est disposé dans un coulisseau 19qui peut se déplacer dans un guide parallèle 20 qui s'étend parallèle lement à la ligne de connexion 26 des deux points de contact des dispositifs excentriques du rotor 1. Au moyen des deux dispositiEs excentriques 4-6 et 7-9, on obtient le mouvement périphérique excentrique, nécessaire pour le fonctionnement de la machine refoulante, des corps de refoulement 2 fixés sur les côtés d'extrémité du rotor en forme de disque 1, l'excentricité de ce mouvement étant formi par la distance entre les axes de l'arbre de commande 5 et du tourillon de commande 4 ou de l'arbre de guidage 8 et du tourillon de commande 7, ceci étant représenté avec une grande exagération dans la forme de réalisation montrée à la figure 2. En fait, l'excentricité est par exemple de 4 mm On indique également a cette occasion que les dispositifs excentriques peuvent être réalises techniquement dflune autre façon, par semple par des disques excentriques maintenus sur l'arbre de commande 5 ou l'arbre de guidage 8 et qui sont montés directement dans le rotor en forme de disque 1. Rour s'assurer maintenant que même au voisinage des deux points morts du rotor 1 on obtienne un guidage précis du rotor, dans l'exemple de réalisation montré aux figures 1 et 2, on prévoit une commande forcée de l'arbre de guidage 8 par l'arbre de commande 5, une commande avec courroie et denture étant alors prévue dans ce but, celle-ci comportant un premier pignon 12 maintenu sur l'arbre de commande 5 et undeuxième pignon 14 maintenu sur l'arbre de guidage 8, les deux pignons étant reliés l'un à l'autre par l'intermédiaire d'une courroie crantée 13. De cette manière, les deuX arbres 8 et 5 peuvent être synchronisés angulairement de façon précise sur des périodes de mouvement suffisamment longues.A l'aide de cet entraînement par courroie 12-14, on peut obtenir de plus un maintien par tension de l'arbre de commande 5 et de l'arbre de guidage 8 d'une manière telle que l'on puisse réaliser un rattrapage des jeux et une disposition définie des flancs. Cependant, d'autres possibilités existent et ont déjà été proposées pour assurer le mouvement excentrique désiré du rotor 1. Le montage montré à la figure 2 du palier 18 dans le coulis seau 19 déplaçable dans le guide parallèle 20 permet désormais d'absorber les différences de dilatation existantes et survenant entre le boitier 10 et le rotor 1, et qui peuvent être provoquées par les tempera- tures différentes et les matériaux différents des deux composants entre les points de contact des deux dispositifs excentriques.S'il résulte par exemple d'une telle température différente et d'une telle sélection différente de matière une dilatation du rotor plus grande que celle du boîtier, il en résulterait,en particulier dans les positions mortes du rotor dans lesquelles les manivelles 6 et 9 des dispositifs excentriques se trouvent sur une ligne continue rectiligne, des charges considérables des paliers qui -pourraient causer des dommages dans les cas critiques si une compensation de ces différences de dilatation n'existait pas. Pour permettre une telle compensation des différences de dila-tation entre le boîtier et le rotor, on prévoit, dans la forme de réalisation sur les figures I et 2, le coulisseau 19 déplaçable dans le guide parallèle 20 et dans lequel est maintenu le palier 18 du dispositif excentrique 7-9.Lors d'une différence de dilatation entre les points de contact des deux dispositifs excentriques, on peut obtenir la compensation désirée par déplacement du coulisseau 19 dans le guide parallèle 20. On peut prévoir un tel arrangement soit sur le rotor 1, soit sur le boîtier 10 ou également sur ces deux éléments. D'autres possibilités sont montrées-aux figures 3 et 4 du dessin qui servent au même but, à savoir l'absorption des différences de dilatation Ainsi à la figure 3, le coulisseau 19 déplaçable dans le guide parallèle 20 de la forme de réalisation selon la figure'l est remplacé par un guide circulaire 21 maintenu de façon à pouvoir tourner dans un évidement cylindrique 22 de la lumière 3' du rotor et dont le point de pivotement est formé par le centre 24. Le tourillon de commande 7 du dispositif excentrique de guidage 7-9 est maintenu dans ce disque rotatif 21 par le palier 13, ce palier étant disposE excentriquement par rapport au point de pivotement 24 du disque 21. L'excentricité est indiquée par e. Le point de contact du tourillon de commande 7 est disposé de telle manière que le bras de levier forme par rapport au point central 24 du disque 21 se trouve dans une position de depart moyenne à peu près perpendiculaire à la ligne de connexion indiquée par 26 des deux points de contact des dispositifs excentriques. LorsquBil y a des diffé- rences de -dilatation, il en resulte alors une torsion du disque 21 en direction des flèches 23. Dans la forme de réalisation selon la figure 4, l'absorption des différences de dilatation n'a pas lieu par un maintien déplaçable de l'un des points de contact des di-spositifs excentriques, mais du fait que l'un des brans de levier des dispositifs excen triques, ici le bras de levier 9a du dis-positif excen trique de guidage 7-9,nsest pas relié directement de façon articulée, mais par une branche 9b avec la lumière 3. La position normale de ce bras 9b devrait être prévue pour maintenir aussi faible que possible les erreurs de géométrie.de guidage lorg des dilatations,de telle manière que l'angle entre la ligne de connexion 21 et la branche 9b soit d'environ 900. Comme les deux dispositifs excentriques 4-6 et 7-9 se déplacent en synchronisme l'un par rapport à l'autre, et que le dispositif 4-6 doit assurer la commande du rotor, le bras 9b ne sert que d'élément de guidage et l'angle entre le bras- 9b et la ligne de connexion 26 ne se modifie que très peu par les dilatations et les tolérances. Dans tous les cas, on évite une surcharge des paliers et les endommagements qu'elle provoque par l'absorption de la différence de dilatation entre les points de contact des dispositifs excentriques. On peut ainsi également grâce à cette forme de réalisation tenir compte de plus grandes tolérances de fabrication, spécialement en ce qui concerne la distance entre les axes. REVENDICATIONS -1. Machine refoulante pour fluides compressibles comprenant au moins une chambre de refoulement conformée à la manière d'une fente en spirale et disposée dans un boîtier fixe et un corps de refoulement également conformé en spirale, associé à chaque chambre de refoulement et pénétrant dans celle-ci,- qui est disposé en tant qu'élément en forme de bande sur un rotor en forme de disque entraîné excentriquement par rapport au boîtier, tandis qu'un dispositif de commande fournissant la commande excentrique contacte au moins un point du rotor et un dispositif de guidage contacte au moins un autre point dispose une certaine distance, et que des moyens sont prévus pour absorber Elastique- ment des différences de longueurs survenant entre les deux points de contact, machine caractérisée en ce qu'un des dispositifs (4-6; 7-9) présente un élément de transmission modifiable en longueur au moins dans la direction de la ligne de jonction des points de contact. 2. Machine selon la revendication 1, caracté- risée en ce que l'élément de transmission (19, 20 > est constitué par un élément de maintien (19, 20; 21, 22) maintenu de façon à pouvoir se déplacer sur le rotor (1) ou sur le boîtier (10). 3. Machine selon la revendication 2, caråcte- risée en ce que l'élément de maintien est formé par un coulisseau (19) maintenu de façon à pouvoir se déplacer dans un guide parallèle (20) s'étendant en direction de la ligne de jonction des points de contact. 4. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'élément de maintien est formé par un disque (21) maintenu de façon à pouvoir tourner et sur lequel est prévu un point de contact excentrique. 5. Machine selon l'une des revendications 2 à 4, caracterisée en ce que l'élément de maintien (19, 20; 21,-22) est maintenu sur le rotor (1). 6. Machine selon la revendication 1, dans laquelle les dispositifs présentent respectivement un levier monté à une extrémité sur le rotor et à l'autre extrémité sur le boîtier, caractérisée en ce qu'au moins un des leviers (9a) est relié de façon articulée au rotor (1, 3) par un élément intermédiaire (9b).