Brevet FR2560647A1 — publié le 19850906

Machine volumétrique à fluide. La présente invention concerne une machine volumétri- que à fluide comprenant un corps de déplacement formé par au moins une ailette en spirale faisant saillie axialement sur chaque côté d'un disque, ce corps, logé dans un carter comprenant des parois en spirale correspondantes, entraîné sur une trajectoire fermée par un mécanisme d'embiellage et sur une trajectoire ou- verte par une manivelle articulée au carter, exécutant dans ce dernier un mouvement de déplacement, le contour du disque supportant l'ailette en spirale coïn- cidant avec le contour externe de l'ailette dans la zone de non recouvrement et la manivelle s'articulant sur le corps de déplacement à proximité de cette même ailette. Les machines volumétriques de ce type présentent un sens de transport unique avec une vitesse relative mi- nime du corps de déplacement dans le carter et sont particulièrement adaptées pour être utilisées comme compresseurs ou pompes à vide sur des véhicules, ne nécessitant que peu ou pas de lubrification. Cette utilisation nécessite toutefois des dimensions très réduites, surtout lorsqu'elle concerne des véhi- cules ayant des formes aérodynamiques dont le compar- timent moteur est très restreint. La Demande de Brevet allemand non publiée P 32 31 756.5-15 décrit une machine volumétrique dont io l'encombrement est réduit en disposant l'ailette en spirale qui forme le corps de déplacement sur un dis- que dont le contour externe coincide avec celui de l'ailette libre. Ce corps est entrainé par un mécanis- me à manivelle et est guidé par une manivelle oscillan- te articulée dans la zone à recouvrement de l'ailette. Ces mesures permettent de réduire le diamètre externe d'une machine volumétrique usuelle d'une valeur égale au quadruple de la longueur de manivelle du mécanisme à manivelle. Elles sont toutefois à l'origine d'un jeu,ou espace. libre entre un bord du carter-et la partie du dis- que comprise dans la zone de recouvrement de l'ailette qui varie avec le mouvement et qui met, en court-circuit la chambre de compression et la chambre d'admission. Il est prévu d'empêcher ce jeu par un appendice de la manivelle oscillante qui pénètredansl'espace compris entre les parties à recouvrement de la spirale et qui reçoit le disque dans une fente. Cet appendice s'étend de la partie admission dans la chambre de compression à travers une ouverture du car- ter, les jeux d'ajustement, dont la longueur est im- portante, provoquent en revanche des pertes de pression considérables. L'invention a pour but, à partir d'une machine.volumé- trique du type précédemment décrit,de réduire les es- paces entre la chambre de compression et la chambre d'admission, qui provoquent des pertes de pression. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le contour du disque entre l'ailette en spirale recou- verte a la forme de la trajectoire qui prédéfinit le rebord du carter, formé par l'abaissement indispensa- ble de l'ailette de carter pour la réception du dis- que, lorsque le corps à déplacement oscille dans cette zone, si bien que l'écartement entre le disque et le rebord du carter reste le même, pendant un demi-tour de.manivelle au moins. Selon une forme de construction particulièrement avan- tageuse, le disque supportant l'ailette en spirale présente une épaisseur de paroi inférieure à celle de l'ailette précitée. La présente invention permet d'utiliser la machine volumétrique sur des véhicules. La machine conforme à l'invention se caractérise par un enconbrement réduit, un poids minime et des performances élevées. La réduc- tion des déperditions de pression se traduit par la réduction des pertes de puissance. L'invention sera mieux comprise à l'aide de l'exemple de réalisation décrit ci-dessous et illustré sur les dessins annexés, qui représentent: figure 1: une machine volumétrique selon l'invention; Figure 2: une section agrandie de la figure 1. La figure t représente une machine volumétrique selon l'invention dont le carter t est ouvert, c'est-à-dire sans la moitié supérieure, et comprenant un corps de déplacement 4, constitué par une ailette en spirale 3 faisant saillie axialement de part et d'autre d'un disque 2. Ce corps 4, entratné sur une trajectoire fermée 6 par un mécanisme à manivelle 5 et:-déplacé sur une ligne non fermée 8 par une manivelle oscillante 7 articulée au carter 1, exécute un mouvement de déplacement, dont l'enveloppe est circonscrite par une ailette 10 et par une paroi 9 de carter, respectivement, en formant une spirale. L'ailette en spirale 3 du corps 4 glisse sur cette ailette 10 et sur la paroi de car- ter 9 avec dez zones de contact linéaires 11, 12, entre lesquelles sont délimitées des cavités en forme de croissant 13, 14, 15, dans lesquelles un fluide peut être véhiculé dans un seul sens, par suite du mouve- ment de déplacement. les faces axiales des parois 9 constituent les surfa- ces de contact des deux moitiés de carter, qui peuvent être assemblées par vissage et,lorsque le carter 1 est fermé, les ailettes 10 (en trait discontinu) sont sé- parées par un intervalle qui est comblé par le disque 2 du corps 4. Cet intervalle est traversé par un bord de carter 16 qui définit avec le disque 2 un espace résiduel 18, qui varie avec la position du corps 4 et met en court-circuit les cavités 14, 15. Lorsqu'un fluide est véhiculé de l'extérieur vers l'in- térieur, un reflux se produit donc par cet espace ré- siduel 17. Dans la zone à recouvrement de l'ailette 3, le disque 2 du corps 4 présente un contour 18 à peu près en S qui défile devant le bord 16, lorsque le corps 4 oscille dans cette zone, si bien que l'écartement (espace 17) entre le disque 2 et le bord 16 reste le même pendant un demi-tour de manivelle au moins, c'est- à-dire pendant que le point d'articulation 19 du corps 4 sur lamanivelle se déplace surle côté gauche de la trajectoire 6. Quand le point 19 se déplace sur le côté droit de la trajectoire 6, il en résulte un espace résiduel 17 inévitable, qui dépend de la position instantanée. Cet espace peut être réduit au moyen d'un disque 2 ayant une très faible épaisseur de paroi; il convient alors d'utiliser un matériau très résistant pour la fabrication de ce disque, avec lequel l'ailette 3 est venue de fonderie ou assemblée d'une autre manière. La figure 2, qui correspond à une section agrandie de la figure 1, représente l'ailette 10 ou paroi de carter 9, l'ailette en spirale 3 du corps de déplace- ment 4 et la manivelle oscillante 7; elle fait égale- ment apparaître l'articulation de la manivelle oscil- lante 7 sur un oeillet 20 du corps 4, ainsi que l'es- pace résiduel 17 et le contour 18 du disque 2. Revendications. 1. Machine volumétrique à fluide comprenant un corps de déplacement formé par au moins une ailette in spi- rale faisant saillie axialementdepart-etd'autre d'un disque, ce corps, logé dans un carter muni de parois en spirale correspondantes, entraîné sur une trajec- toire circulaire fermée par un mécanisme à manivelle et déplacé sur une ligne non fermée par une manivelle auxiliaire articulée au carter, exécutant dans ce der- nier un mouvement de déplacement, le contour externe du disque supportant l'ailette en spirale coïncidant avec celui de l'ailette en spirale dans sa partie de non recouvrement et la manivelle s'articulant sur le corps de déplacement à proximité de cette même ailette, caractérisée en ce que le contour du disque (2) dans la zone de recouvrement de l'ailette en spirale (3) a la forme de la trajectoire de déplacement qui passe dans cette zone lorsque le corps de déplacement (4) oscille devant le bord (16) du carter résultant de l'évidement réalisé dans l'ailette (10) du carter pour la réception du disque (2), si bien que l'écartement entre le disque (2) et le bord (16) du carter reste le même, pendant un demi-tour de manivelle au moins. 2. Machine volumétrique selon la revendication 1, caractérisée en ce que le disque (2) supportant l'ai- lette en spirale (3) présente une épaisseur de paroi inférieure à celle de l'ailette précitée (3).