Brevet FR2562166A1 — publié le 19851004

-1- 2562166 Compresseur volumétrique è vis La présente invention concerne les compresseurs à vis, et plus perticulièrement les compresseurs ou soufflantes volumétriques destinés à la suralimentation ou au balyage de moteurs thermiques de véhicules au- tomobiles. La présente invention concerne plus spécifiquement les compresseurs à vis à admission frontale, du type comprenant un rotor mâle et un rotor femelle coopérants, disposés respectivement dans une paire de chambres cylindriques parallèles intercommuniquantes formées dans un boîtier, un passage d'admission communiquant avec une extrémité de la paire de chambres par une ouverture d'entrée délimitée, à cette extrémité de la paire de cham- bres, par une paroi occultant partiellement des portions adjacentes de cha- que chambre, et un passage de sortie communiquant avec l'autre extrémité de cette paire de chambres. Un compresseur de ce type est décrit dans le document FR-A- 1216086. Dans ce document, o les rotors sont montés en porte à faux dans une extrémité du boîtier et le rotor femelle est entraîné par contact avec le rotor mêle, l'ouverture d'entrée est constituée par l'autre extrémité frontale ouverte du boîtier et est partiellement occultée par une plaque de couverture de petites dimensions occultant la zone d'interpénétration de deux veines appartenant chacune à un des rotors pour éviter une communica- tion directe entre l'ouverture d'entrée et l'ouverture de sortie,laquelle covre axialement plus de la moitié de la longueur des rotors et par- tiellement radialement les portions d'extrémité des rotors opposées à l'ou- verture d'entrée. La présente invention a pour objet des perfectionnements è ce type de compresseur et de proposer un nouvel agencement d'ouvertures d'en- trée et de sortie pour la réalisation d'un compresseur volumétrique com- pact, à faible inertie, à rotation rapide et à rendement élevé, en ména- geant en permanence, dans chaque rotor, une veine tampon entre les ouver- tures d'entrée et de sortie, le long de laquelle rène une pression in- termédiaire évoluant entre la pression atmosphérique à l'admission et la surpression de refoulement à l'échappement. Pour ce faire, selon une caractéristique de l'invention,l'ou- verture d'entrée est constituée,pour chaque chambre, d'un secteur annulai- re d'angle d'ouverture inférieur à 2000les deux secteurs annulaires étant sensiblement symétriques par rapport au plan d'intersection des chambres et séparés l'un de de l'autre par une portion centrale de la paroi. - 2 -2562166 Selon une autre caractéristique de l'invention, le passage de sortie communique avec les chambres par une ouverture de sortie formée dans une paroi périphérique du boltier, cette ouverture de sortie ayant une forme générale en V-sensiblement centrée sur le plan d'intersection des chambres et dont les bords convergeant l'un vers l'autre sont; en projec- tion, sensiblement parallèles aux filets des rotors respectifs. D'autres caractéristiques et avantages de la présente inven- tion ressortiront de la description suivante d'un mode de réalisation, don- né à titre illustratif et nullement limitatif, faite en relation avec des dessins annexés, sur lesquels: - la figure 1 est une vue frontale d'un compresseur selon l'invention, mon- trant l'agencement relatif des sections annulaires constituant l'ouver- ture d'entrée d'air; - la figure 2 est une vue schématique du dessus du compresseur de la figu- re 1 montrant la disposition de l'ouverture de sortie; et : la figure 3 est une vue schématique en perspective du compresseur des figures 1 et 2. Comme on le voit sur les figures, le compresseur à vis selon l'invention comprend un rotor male (1) et un rotor femelle (2) comportant chacun des filets hélicoidaux disposés, de façon que les filets de chaque rotor coopèrent avec ceux de l'autre rotor en léger contact mutuel, dans une paire de chambres cylindriques parallbèles (3) et (4), respectivement intercommuniquant longitudinalement suivant un plan d'intersection paral- lèle aux axes Z et Z' communsaurotor mâle (1) et à la chambre (3), d'une part, et au rotor femelle (2) et b la chambre (4) d'autre part. Les rotors (1) et (2) sont couplés à une de leurs extrémités, dans l'exemple repré- senté,à une paire d'engrenaoes (6) et (7) coopérant mutuellement sans jeu pour entraîner en synchronisme les rotors (1) et (2). Les engrenages (6) et (7) sont disposés dans une cavité intérieure du boîtier (5) séparée de façon étanche des chambres (3) et (4) par une cloison frontale dans lesquel- les sont supportés à tourillonnement les rotors (1) et (2), ces derniers comprenant, leurs extrémités opposées aux engrenages (6) et (7), des pa- liers supportés sur une paroi frontale d'extrémité (8) rapportée sur le boîtier (5). De préférence, l'axe (9) de l'engrenage (7) et du rotor femel- le (2) est couplé à un dispositif d'entrainement du compresseur, l'engre- nage (7) du rotor femelle (2) étant donc l'engrenage d'entraînement de l'engrenage (6) du rotor mâle (1), suivant un agencement général faisant l'objet du document EP-0101345 dont le contenu est supposé intégré ici pour référence. - 3- 2562166 Conformément à un aspect de l'invention, dans la paroi fron- tale d'extrémité (8) sont formées deux découpes traversantes en forme de secteurs annulaires (11) et (12) constituant l'ouverture d'entrée du com- presseur. Chaque secteur annulaire (11) ou (12) a un profil extérieur centré sur l'axe correspondant Z ou Z' et de rayon correspondant'à celui de la chambre associée (3) ou (4), et un profil intérieur en forme d'arc de cercle, également centré sur l'axe correspondant Z ou Z'-et de rayon correspondant au rayon du moyeu du rotor correspondant (1) ou (2). Avan- tageusement, le rotor mâle comprend 4 lobes ou filets et le-rotor femel- le comprend 6 filets, les filets étant à profil symétrique ou légèrement assymétrique. Comme on le voit sur la figure 1, les deux secteurs (11) et (12) sont sensiblement symétriques par rapport au plan d'intersection des chambres (3) et (4) et sont séparés, au niveau de leurs zones les plus proches l'une de l'autre, par une portion centrale (13) de la paroi (8). Les bords adjacents (14) et (15) des secteurs (11) et (12) s'étendant ra- dialement vers les axes respectifs Z et Z' en formant. entre eux un angle inférieur à 90 , typiquement d'environ 800. Le secteur annulaire (11) de la vis mâle présente un angle d'ouverture. inférieur à 1800, typique- ment d'environ 165 . Par contre, le secteur annulaire (12) de la vis fe- melle (2) présente un angle d'ouverture supérieur à 1800 mais inférieur à 200 , typiquement d'environ 1900. Comme on le voit sur les figures 2 et 3, dans une paroi la- térale du boîtier (5) opposée,par rapport au plan des axes Z et Z, b la portion centragl e séparation (13) de la paroi (8); est formée une ouverture de sortieV16) de profil général sensiblement triangulaire avec une base perpendiculaire aux axes Z et Z.', à lâgre distance de l'ex- trémité des rotors (1) et (2) opposée à la paroi (8), et des bords con- vergents (17) et (18) s'étendant, en projection dans un plan parallèle au plan des axes Z et Z', sensiblement parallèlement aux filets des ro- tors respectifs (1) et (2), comme on le voit bien sur la figure 2. De préférence, le sommet du triangle est tronqué, l'ouverture de sortie (16) présentant en conséquence un petit bord transversal (19) opposé à la base. et parallèle h cette dernière. Corrélativement, la base présente centralement une partie en saillie (20) d'extension transversale correspondant sensiblement à celle du petit côté (19). Comme on le voit sur la figure 2, l'ouverture de sortie (16) est sensiblement centrée sur le plan d'intersection des chambres (3) et (4) mais présente une lTgère dissymétrie pour tenir compte du nombre de filets différents sur les ro- tors mile (1) et femelle (2). Conformément à un aspect de l'invention, -4- 2562166 la hauteur axiale maximale de l'ouverture (16) (entre sa grande base et le petit côté (l9))est inférieure au double de la distance axiale en- tre deux filets de rotors adjacents, typiquement de l'ordre de 1,25 fois la distance axiale entre filets de rotors adjacents. Dans l'exemple re- présenté sur la figure 3, on notera que la longueur hors-tout des rotors correspond sensiblement à la moitié du pas des filets de chaque rotor. Avec l'agencement ainsi décrit, et en se référant à la configu- ration représentée sur les dessins, on note, compte tenu des sens de ro- tation figurés par les flèches, que la veine B de la vis mêle (1) et la veine B' de la vis femelle (2) entrent en communication ou en interpéné- tration l'une avec l'autre en étant isolées, du côté de leur extrémité d'admission,des ouvertures d'entrée (il) et (12). Il en est de même pour les veines C et C' qui vont cesser, elles, d'être confondues pour entrer par contre en communication avec les ouvertures d'entrée correspondantes (11) et (12). Par ailleursla veine A, égelement occultée par la paroi est en communication avec-la veine D' de la vis femelle (2) qui elle com- munique avec l'ouverture d'entrée (12). Par contre, la veine A', dans la configuration représentée, est elle totalement fermée. On comprendra donc que les veines B et B' demeurent fermées pour une demi rotation de cha- que rotor, ces veines jouant ainsi le rôle de veines tampons entre l'ad- mission (11,12) et l'échappement (16), la pression de l'air dans ces vei- nes B et B' croissant d'une valeur égale à la pression atmosphérique jusqu'à une pression nominale de compression,de l'ordre de 1,6 bar abso- lu, à la limite de l'échappement. On réalise donc ainsi, dans un agen- cement particulièrement compact et à pas important, une isolation par- faite entre 1'admission et l'échappement grâce aux veines tampons o la pression croit progressivement au fur et à mesure de la rotation, jusqu'à la pression nominale de compression, à la limite de l'échappement, four- nissant ainsi une pression de refoulement sensiblement constante at pré- sentant des battements fortement atténués. Quoique la présente invention ait été décrite en relation avec des modes de réalisation particuliers, elle ne s'en trouve pas limitée mais est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaîtront à l'homme de l'art. 25 62166 REVENDICATIONS 1. Compresseur à vis, comprenant un rotor màle (1) et un ro- tor femelle (2) coopérants, disposés dans une paire de chambres cylin- driques intercommuniquantes (3,4) formées dans un boiter (5), un pas- sage d'admission (11,12) communiquant avec une extrémité de la paire de chambres (3,4) par une ouverture d'entrée (11,12) délimitée,à cette ex- trémité de la paire de chambres,par une paroi (8) occultant-partiellement des portions adjacentes de chaque chambre (3,4),et un passage de sortie communiquant avec l'autre extrémité de cette paire de chambres, caract6- risé en ce que l'ouverture d'entrée est constituée, pour chaque chambre (3,4), d'un secteur annulaire (11,12) d'angle d'ouverture Y,,) inférieur à 200 degrés, les deux secteurs annulaires étant sensiblement symétriques par rapport au plan d'intersection des chambres (3,4) et séparés l'un de l'autre par une portion centrale (13) de la paroi (8). 2. Compresseur selon la revendication 1, earactérisé en ce que le passage de sortie ccmiunique avec les chambres (3,4) par une ouverture de sortie (16) formée dans une paroi périphêrique du boîtier (5). cette ouverture de sortie (16) ayant une forme générale en V sensiblement centré sur le plan d'intersection des chambres (3,4) et dont les bords conver- geants (17,18) sont,en projection, parailèles aux filets des rotors respec- tifs (1,2). 3. Compresseur selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la hauteur axiale du V de l'ouverture de sortie (16) est inférieureaudouble de la distance axiale entre deux filets de rotors adjacents. 4. Compresseur selon la revendication 3, caractérisé en ce que la hauteur axiale du V de l'ouverture de sortie (16) est sensibelemnt 6- gale à 1,25 fois la distance axiale entre deux filets de rotors adjacents. 5. Compresseur selon l'une des revendications précédentes, ca- ractérisé en ce qu'il comprend au moins une paire d'engrenages (6,7) d'entraînement en synchronisme des rotors (1,2) supportés dans le boîtier (5) au voisinage de ladite autre extrémité de la paire de chambres (3,4). 6. Compresseur selon la revendication 5, caractérisé en ce que ladite paroi (8) délimitant l'ouverture d'entrée est une paroi frontale rapportée sur l'extrémité du boîtier (5) opposée aux engrenages (6,7) et supportant des paliers pour les rotors (1,2). 7. Compresseur selon l'une des revendications précédentes, ca- ractérisé en ce que le rotor mâle (1) comporte quatre filets et le rotor 6 - 2r62166 femelle (2) six filets. 8. Compresseur selon la revendication 7, caractérisé en ce que le secteur annulaire d'entrée (11) pour le rotor màle (1) a un angle d'ouverture (i) inférieur à 180 degrés. 9. Compresseur selon la revendication 7 ou la revendication 8, caractérisé en ce que le secteur annulaire d'entrée (12) pour le rotor fe- melle(2)a un angle d'ouverture (M) supérieur à 180 degrés. 10. Compresseur selon l'une des revendications précédentes caracté- risé en ce que les extrémités radiales adjacentes (14,15) des secteurs annulaires d'entrée (11,12) forment entre elles un angle d'environ 80 degrés.