Brevet FR2634820A1 — publié le 19900202

iachine à piston rotatif La présente invention concerne une machine à pis- ton rotatif comprenant un rotor intérieur et un rotor exté- rieur dont les dents de forme et entredents forment des chambres transporteuses qui passent d'une région d'entrée à une région de sortie de fluide, le degré de remplissage des chambres transporteuses et/ou la pression de sortie du flu- ide pouvant être réglées en faisant varier la fin de l'as- piration et/ou le début de la sortie du fluide. Une machine à piston rotatif de ce genre, connue grâce au brevet européen Ai 0167846, comporte un dispositif destiné à influer sur le débit et/ou la pression de trans- port et au moyen duquel l'instant de l'afflux du fluide et, par suite, le degré de remplissage et/ou l'instant de la sortie du fluide et, par suite, le niveau de pression du transfert du fluide dans le conduit de refoulement peuvent être modifiés. Dans ce but la machine à piston rotatif présente des parties de paroi réglables au moyen desquelles la paroi radiale le long de laquelle le rotor extérieur se déplace peut être raccourcie ou prolongée, permettant ainsi de ré- gler les régions d'entrée et de sortie qui débouchent dans les chambres transporteuses. Dans cette machine à piston rotatif il existe en- tre le rotor extérieur et la paroi formant carter entourant le rotor extérieur une fente de fonctionnement non négli- geable qui en raison des évidements du rotor extérieur n'assure l'étanchéité que sur une faible longueur de sorte que les régions d'entrée et de sortie se trouvent court- circuitées. Il en résulte une limitation du niveau de pres- sion final (aspiration et pression) pouvant être atteint et du débit ainsi qu'une perte de puissance. De surcroît, la machine à piston rotatif présente l'inconvénient que les parties de paroi ne permettent pas de réglage continu et que le déplacement des parties de paroi mêmes ne peut se faire qu'avec des moyens mécaniques importants. En partant de cet état de la technique, l'inven- tion a pour objet de permettre de réaliser une machine à piston rotatif du genre indiqué de telle manière que la longueur de la fente de fonctionnement soit minimale et soit maintenue constante, un réglage continu du degré de 2C remplissage et du niveau de pression devant en même temps être possible. Ce but est atteint selon l'invention, pour une machine à piston rotatif comprenant un rotor intérieur et un rotor extérieur dont les dents de forme et entredents forment de chambres transporteuses qui passent d'une région d'entrée à une région de sortie, le degré de remplissage des chambres transporteuses et/ou la pression de sortie du fluide pouvant être réglés en faisant varier la fin de l'aspiration et/ou le début de la sortie du fluide, par le fait que le rotor extérieur présente, dans l'une ou chacune des deux parois axiales, des ouvertures pour chaque chambre transporteuse, que dans l'un ou chacun des deux couvercles axiaux du carter sont prévues des ouvertures qui limitent la région d'entrée et la région de sortie du fluide, que les ouvertures limitant les régions d'entrée et/ou de sortie peuvent être amenées à varier leur section par une valve plate annulaire, en forme de segment, montée de façon à pouvoir coulisser dans une rainure annulaire et que la valve plate annulaire en forme de segment est déplacée par un mécanisme de transmission ou à levier. Une autre caractéristique de la machine à piston rotatif selon l'invention consiste en ce que l'ouverture limitant la région d'entrée est disposée dans un couvercle du carter et l'ouverture limitant la région de sortie est disposée dans l'autre couvercle du carter, les ouvertures limitant la région d'entrée et la région de sortie pouvant avantageusement être formées par de multiples canaux. Dans une forme de réalisation avantageuse de l'in- vention il est interposé entre la paroi axiale du rotor extérieur et la paroi formant couvercle du carter une garniture d'étanchéité qui est retenue dans une rainure du couvercle du carter et étanchéifie la région d'entrée par rapport à la région de sortie. Grâce à l'invention il est devenu possible d'uti- liser la machine à piston rotatif en tant que dispositif alimentant en air un moteur thermique, la machine à piston rotatif pouvant dans ce cas, dans la mesure o il s'agit d'un moteur thermique à allumage commandé, être amenée à fonctionner, en régime d'étranglement, en tant que moteur à gaz avec récupération de puissance. L'invention est expliquée plus en détail ci-des- sous à l'aide d'un exemple de réalisation représenté aux dessins annexés sur lesquels: La figure 1 est une vue latérale de la machine à 4- piston rotatif selon l'invention; la figure 2 est une coupe suivant la ligne A-A de la figure 1; la figure 3 est une coupe suivant la ligne B - B de la figure 2; et la figure 4 représente un couvercle du carter. La figure 1 montre une machine à piston rotatif 1 selon l'invention en vue latérale o sont représentés en traits interrompus des contours d'un rotor extérieur 2 et d'un rotor intérieur 3 excentré par rapport à ce dernier, ces deux rotors étant montés de façon à pouvoir tourner dans un carter 4. Sur la vue latérale sont visibles deux tubulures à air 5 et 6 dont l'une mène à une région d'en- trée 7 et l'autre à une région de sortie 8. Des dents de forme 9 et des entredents 10 des rotors 2, 3 forment des chambres transporteuses 11 qui passent de la région d'en- trée 7 à la région de sortie 8 (sens de la flèche) en voyant leur volume varier. La figure 2 montre une coupe suivant la ligne A-A à travers la machine à piston rotatif 1 de la figure 1, o sont visibles le rotor intérieur 3, le rotor extérieur 2, des éléments d'un synchroniseur de vitesses 12, le carter 4, un couvercle de carter 13 et un couvercle 14 présentant les tubulures à air 5, 6. Le couvercle 14 recouvre une rai- nure annulaire 15 du couvercle de carter 13, laquelle est également représentée sur la figure 1, à savoir en trait plein dans les tubulures à air 5, 6 et en traits interrom- pus en dehors de celles-ci. La figure 3 montre une coupe suivant la ligne B-B de la figure 2 à travers la machine à piston rotatif de la figure 1, rendant ainsi visible une paroi axiale 16 du ro- tor extérieur 2 dans laquelle est ménagée pour chaque cham- bre transporteuse 11 une ouverture 17. La figure 4 montre le couvercle 13 du carter sans le couvercle 14 présentant les tubulures à air, de façon à rendre visibles -les valves plates annulaires 18, 19 en forme de segment qui, associées respectivement à la région d'entrée 7 et à la région de sortie 8, sont montées de façon à pouvoir coulisser dans la rainure annulaire 15 et peuvent au moyen d'un mécanisme de transmission 20 être glissées respectivement dans les régions d'entrée et de sortie 7, 8, permettant ainsi de faire varier la section d'une ouverture 21, 22 qui limitent respectivement la ré- gion d'entrée 7 et la région de sortie 8. Dans l'exemple de réalisation le mécanisme de transmission 20 est forme d'un pignon 23 et d'une denture 24 des valves 18, 19 en forme de segment, le pignon 23 pouvant être entraîné par un moteur électrique non représenté. Peuvent également être utilisés d'autres mécanismes de réglage comme par exemple du genre à levier ou à organe de tirage, etc. Les ouvertures 21, 22 et bords distributeurs 25, 26 des valves plates annulaires 18, 19 en forme de segment sont également visibles sur la figu- re 1 au niveau des tubulures à air (chiffres de référence mis entre ()). La machine à piston rotatif représentée sur les figures est apte à être utilisée en tant que dispositif alimentant un moteur thermique en air. En particulier lors- qu'il s'agit d'un moteur à allumage commandé la machine à piston rotatif offre des avantages qui apparaîtront claire- ment à la lecture de la description suivante de son fonc- tionnement. La machine à piston rotatif 1 est placée avec ses tubulures à air 5, 6 dans le conduit d'aspiration d'air d'un moteur thermique non représenté et est entraînée par le moteur thermique par exemple par l'intermédiaire d'une courroie crantée, au niveau du rotor intérieur ou du rotor extérieur, de sorte que de l'air est transporté par l'in- termédiaire des chambres transporteuses mobiles 11 de la région d'entrée 7 à la région de sortie 8. Le fonctionnement au ralenti ou à charge partielle d'un moteur à essence est commandé par étranglement de l'a- menée d'air, provoquant ainsi ce qu'il est convenu d'appe- ler des pertes par étranglement qui réduisent le rendement, c'est-à-dire l'efficacité économique, du moteur. Il est connu que ces pertes dues à l'étranglement peuvent être compensées partiellement en faisant fonction- ner le dispositif d'alimentation en air, à ces régimes de marche, en tant que moteur à gaz, c'est-à-dire en régime de détente. Pour cela il faut que l'air afflue, du côté aspi- ration, aux chambres transporteuses sous une pression supé- rieure à celle sous laquelle il en sort du côté refoule- ment. CLa machine à piston rotatif selon l'invention pré- sente à cette fin dans la région d'entrée 7 la valve plate annulaire 18 en forme de segment qui peut être déplacée dans la rainure annulaire 15 par le mécanisme de transmis- sion 20 et fait ainsi varier la section de l'ouverture 21 qui, ménagée dans le couvercle 13 du carter, vient en coin- cidence avec les ouvertures 17 dans la paroi axiale 16 du rotor extérieur 2. La variation de l'ouverture se fait de telle manière qu'à mesure que la charge du moteur s'accroit ou le débit d'air augmente la valve 18 en forme de segment est déplacée dans le sens de rotation, de sorte que la fin de la phase d'aspiration a lieu plus tard par rapport aux chambres transporteuses 11 qui voient leur volume augmen- ter. Au régime à charge partielle, c'est-à-dire pour un faible débit d'air, il est mis fin très tôt à la phase d'aspiration et l'air se détend dans les chambres transpor- teuses fermées 11 en communiquant de la puissance aux ro- tors 2, 3 et, par l'intermédiaire de la courroie crantée, au moteur thermique. Pour empêcher la pression établie du côté refoule- ment du conduit d'aspiration de s'appliquer prématurément à la chambre transporteuse 11 qui voit son volume diminuer, c'est-à-dire pour régler la compression se produisant dans les chambres transporteuses 11 jusqu'à obtention de la pression régnant du côté refoulement du conduit d'aspira- tion en cas de fonctionnement du moteur thermique à charge partielle et à pleine charge la machine à piston rotatif présente dans la région de sortie 8 la valve plate annulai- re 19 en forme de segment qui peut être déplacée par le mé- canisme de transmission 20 et détermine l'instant du début de la sortie du fluide en faisant varier la section de l'ouverture 22 du côté de la région de sortie 8. Les avantages ainsi obtenus consistent en ce que la machine n'a pas besoin de transporter le fluide dans les conditions d'une pression régnant du côté refoulement du conduit d'aspiration et en ce que des bruits dus à des fluctuations de pression sont évités. Le mode de construction inédit de la machine à piston rotatif selon l'invention réduit les fuites entre la région d'entrée 7 et la région de sortie 8 en rendant mini- male la fente de fonctionnement entre les parois radiales du carter 4 et du rotor extérieur 2, ce qui a été rendu possible en disposant les ouvertures 17 dans la paroi axia- le 16 du rotor extérieur 2. Ceci permet de construire le rotor extérieur rigidement de sorte qu'il résiste à des déformations dues à la force centrifuge. Ainsi la fente de fonctionnement peut être réduite par rapport à des machines connues et présente en outre toujours une longueur constan- te. L'invention n'est pas limitée au seul exemple de réalisation représenté et décrit mais s'étend d'une manière générale à des formes de réalisation dans lesquelles des valves plates annulaires en forme de segments ne sont pré- vues que du côté de l'entrée ou du c8té de la sortie et également à des formes de réalisation o des ouvertures.et valves en forme de segment sont prévues dans chacun des deux couvercles du carter, ainsi qu'à une variante dans la- quelle l'entrée du fluide se fait à travers un couvercle du carter et sa sortie à travers l'autre couvercle du carter. Entre la paroi formant couvercle.du carter et la paroi axiale du rotor extérieur peut avantageusement être interposée une garniture d'étanchéité, non représentée, qui est montée dans des rainures du couvercle 13 du carter et étanchéifie la région d'entrée 7 par rapport à la région de sortie 8. Il peut être avantageux que les ouvertures du cou- vercle 13 du carter soient formées de multiples canaux dans la région d'entrée 7 ou la région de sortie 8, de sorte que la fente à fuite entre les valves plates annulaires en for- me de segment et la paroi axiale du rotor extérieur dans la région de l'ouverture, qui existe entre les dernières chambres transporteuses fermées et la chambre transporteuse encore ouverte, peut être réduite. o REVENDICATIONS 1 - Machine à piston rotatif comprenant un rotor intérieur et un rotor extérieur dont les dents de forme et entredents forment des chambres transporteuses qui passent d'une région d'entrée à une région de sortie, le degré de remplissage des chambres transporteuses et/ou la pression de sortie pouvant être réglés en faisant varier la fin de l'aspiration et/ou le début de la sortie du fluide, carac- térisée en ce que le rotor extérieur (2) présente, dans l'une ou chacune des parois axiales (16), des ouvertures (17) pour chaque chambre transporteuse (11), en ce que dans l'un ou chacun des deux couvercles axiaux (13) du carter sont ménagées des ouvertures (21, 22) qui limitent respec- tivement la région d'entrée (7) et la région de sortie (8), en ce que les ouvertures (21, 22) limitant la région d'en- trée (7) et/ou la région de sortie (8) peuvent être amenées à varier leur section respectivement par une valve plate annulaire (18, 19), en forme de segment, montée de manière à pouvoir coulisser dans une rainure annulaire (15) et en ce que la valve plate annulaire en forme de segment peut être déplacée par un mécanisme de transmission ou à levier (20). 2 - Machine à piston rotatif selon la revendica- tion 1, caractérisée en ce que l'ouverture (21) limitant la région d'entrée (7) est disposée dans l'un des couvercles du carter et l'ouverture (22) limitant la région de sortie (8) dans l'autre couvercle du carter. 3 - Machine à piston rotatif selon la revendica- tion 1 ou 2, caractérisée en ce que les ouvertures (21, 22) limitant la région d'entrée (7) et la région de sortie (8) sont formées par de multiples canaux. 4 - Machine à piston rotatif selon l'une quelcon- que des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'entre la paroi axiale du rotor extérieur et la paroi formant couvercle du carter est interposée une garniture d'étanchéité qui est retenue dans une rainure du couvercle du carter et étanchéifie la région d'entrée (7) par rapport à la région de sortie (8).