Brevet FR2816363A1 — publié le 20020510

L'invention concerne les moteurs rotatifs thermiques et à air comprimé. Planche 1/3, fig. 1 (coupe longitudinale simplifiée). Actuellement le piston rotatif (1) (rotor) refroidi se trouve à l'intérieur du stator (2). Deux couvercles (3) refroidis, enfermant le rotor, portent les paliers (4). Le rotor est guidé de l'intérieur sur l'arbre (5), par un ensemble de systèmes (schématisé) (6) qui transmettent les mouvements de rotation, translation et guidage. Les différents joints d'étanchéité, ajustés dans le rotor, étanchent les différentes chambres créées entre rotor et stator. Inconvénients : Difficulté de lubrifier et de refroidir le rotor, les joints latéraux et l'ensemble des systèmes de guidage et de rotation. Il faut donc limiter la longueur L du moteur, car la différence de température, rotor, stator, à tendance à diminuer les jeux E. Planche 1/3 détail A Les joints longitudinaux (7), malgré l'ajout de pions d'étanchéité (8) à leurs extrémités, doivent étancher sur 3 faces (9) en même temps. L'architecture de ce moteur est plutôt de grand diamètre et de longueur réduite. Planche 1/3 fig. 2 (coupe longitudinale simplifiée) L'invention propose la création, sur le rotor (10), de deux flasques (11), dont au moins un démontable, qui contiennent longitudinalement le stator (12). Ces flasques ont une quadruple fonction : - Contenir les joints latéraux (14), les pions d'étanchéité (15), les extrémités des joints longitudinaux (16), ainsi que le segment racleur (17). (Voir détail sur planche 2/3). - Recevoir l'ensemble des systèmes, les bossages (28), les galets (29) (non représentés) de guidage et de rotation du rotor situé à l'extérieur du stator. (Voir détail sur planche 3/3). - Evacuer les calories par conduction, lubrifier les joints et l'ensemble des systèmes (27) à (29) par barbotage, dans les réserves d'huile situées à l'extérieur, dans les couvercles (18). - Maintenir la pression des gaz dans les chambres formées entre rotor et stator. La cote Ll n'est plus limitée et les jeux ont tendance à augmenter suivant la température du rotor. L'architecture du moteur est plutôt de petit diamètre et de plus grande longueur, pour une même cylindrée que le cas précédent. Les systèmes de maintien, glissières à lumière (27) et bossage (28), transmettent le mouvement de rotation aux arbres (19). Ces derniers peuvent donc avoir un plus gros diamètre. Le centre du rotor peut-être percé longitudinalement pour avoir une meilleure circulation d'huile. Planche 2/3 fig. 1 (vue simplifiée avec joint longitudinal (16) non plaqué sur paroi (21)). L'invention propose également l'emploi de pions d'étanchéité (15), ajustés dans chaque flasque (11). Ces pions contiennent, les extrémités de chaque joint transversal (14) et longitudinal (16). Les pions (15) ont la particularité de frotter sur une partie en bout, sur les parois des faces latérales (20) du stator (10). Ce frottement se produit au niveau du profil (22) formé par les faces (20) (21) du stator. L'autre partie des pions, dépasse de ce profil, vers l'intérieur des chambres (13), pour contenir l'extrémité des joints longitudinaux (16). L'étanchéité se trouve simplifiée. Les joints longitudinaux (16) plus longs que la paroi (21), viennent n'étancher que cette paroi. Les pions (15) et les joints latéraux (14), viennent n'étancher que les parois latérales extérieures (20) du stator. Le coin des chambres, (voir détail A planche 1/3) formé par la réunion stator (1) couvercle (3) est supprimé. Il est remplacé par la réunion, sans jeu, du pion d'étanchéité (15), avec le profil latéral (22) du stator (12). Le segment racleur (17) limite les entrées d'huile dans les chambres (13). Les jeux sont exagérés. Ils augmentent suivant la dilatation du rotor. Planche 2/3 fig. 2 (coupe A partielle). Les extrémités des joints latéraux (14) peuvent pénétrer sur une certaine profondeur dans le pion (15), pion et joints (14) sont plaqués sur la paroi (20) par ressorts et pression des gaz. Ceci implique un usinage, avec pions flasque, montés. Pour éviter toutes micros fuites au niveau des usinages entre les rainures et les joints latéraux (14), il est préférable de fixer un axe (23) dans le pion (15), qui va obstruer les rainures usinées. Il est possible que les joints latéraux (14) et les pions soient un ensemble complet (soudage, brasage) mais l'ajustage dans leur logement est plus difficile. Il faut également tenir compte des dilatations. Un segment racleur circulaire (ou non) (17) ajusté dans sa rainure, limite les arrivées d'huile du barbotage. La force centrifuge limite également l'excès d'huile. L'ensemble flasques, pions, joints peut-être employé sur pompes, compresseurs, distributeurs, vérins rotatifs et sur d'autres machines tournantes. Planches 3/3 (coupe longitudinale partielle). Exemple de montage, de guidage et rotation sur un moteur rotatif thermique au profil came de Morin . Moteur à deux chambres ; Temps moteur > 300 par tour ce qui donne une excellente détente des gaz. (Voir le profil (22) sur planche 2/3 coupe A). Dans ce type de moteur, il est difficile de mettre un arbre traversant, surtout si ce moteur est de diamètre réduit, avec une excentration du centre de rotation importante. Avec l'emploi des flasques, le montage est possible. Description : Rotor (10) formé par des portions de cylindres creux. - Stator (12) refroidi par eau avec face (21) au profil de came de Morin . - Flasque (11) fixé sur rotor (10) par boulons (24) et joint cuivre (23). Le flasque fait parti du rotor. Il est démontable pour qu'il puisse passer dans le stator. - Pions d'étanchéité (15), ajustés dans perçage du flasque, plaqués par ressort (26) et frottent sur la face latérale extérieure (20) du stator, au niveau du profil (22) - Segment racleur (17) ajusté dans flasque (11) - Joints longitudinaux (16) ajustés dans rotor, flasque et pions. Ils sont plaqués sur la face intérieure (21) de la chambre de combustion (13) par ressorts et force centrifuge. - Glissière à lumière (27) solidaire de l'arbre (19) où viennent coulisser les deux bossages (28), usinés, du flasque (11). C'est tout cet ensemble qui supporte, la moitié de la poussée des gaz des chambres de combustion (13), le couple moteur, ainsi que le couple résistant. Le rotor et les arbres tournent à la même vitesse. - Deux galets (29) fixés sur les bossages assurent parfaitement le guidage et le centrage du rotor dans la chambre du stator au profil came de Morin - Came au profil de Morin (30) (tenir compte des galets), fixée sur couvercle (18) par vis (31) démontable de l'extérieur. - Couvercle (18), refroidi à l'eau (non représenté), fixé par vis (32), supporte l'arbre, le roulement (33) et l'étanchéité (34). Ce couvercle contient le niveau d'huile (35) servant au refroidissement et à la lubrification. L'huile peut-être refroidie à l'extérieur du couvercle (18) (non représenté). L'emploi des flasques et l'ensemble d'étanchéité, sur le moteur WANKEL est possible à condition d'ajouter un engrenage à la place des bossages (28). Les pièces (29) et (30) seront différantes également. Sur ce moteur, l'arbre tourne trois fois plus vite que le rotor. REVENDICATIONS 1) Dispositif d'étanchéité et de refroidissement des moteurs rotatifs et thermiques caractérisé en ce qu'il comporte des flasques (11) fixé sur les extrémités d'un rotor (piston rotatif) (10), pour contenir longitudinalement le stator (12) et frôler les parois latérales (20) de ce dernier avec un jeu é. 2) Dispositif suivant la revendication 1 caractérisé en ce que les flasques transmettent une partie ou l'ensemble des fonctions de rotation, translation, guidage et centrage des différents organes (27) à (30), coté couvercles (18), au rotor (10). Ces différents organes sont : la glissière à lumière (27), les bossages (28), les galets (29), la came (30). 3) Dispositif suivant les revendications 1-2 caractérisé par la transmission des couples moteurs et résistants aux arbres (19), ainsi que le maintien de la pression dans les chambres (13), par les flasques. 4) Dispositif suivant les revendications 1 à 3 caractérisé en ce que les flasques permettent le refroidissement par conduction, intérieur, extérieur du rotor (10) ainsi que la lubrification de joints (14) (15) (17) par le barbotage de la partie inférieure des flasques. 5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que les flasques portent les joints latéraux (14) les pions d'étanchéité (15) le segment racleur (17) et l'extrémité des joints longitudinaux (16). 6) Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce 6) Dispositi. que les joints d'étanchéité longitudinaux (16) sont guidés sur 3 côtés avec une longueur supérieure à la paroi (21) du stator (12). 7) Dispositif selon la revendication 5 caractérisé en ce qu'il comporte des pions d'étanchéité (15) permettant le regroupement et l'ajustage de l'extrémité des joints transversaux (14Set des joints longitudinaux (16). 8) Dispositif selon la revendication 7 caractérisé en ce que les pions d'étanchéité (15) contiennent un axe au centre, ou non, fixé définitivement, venant obstruer les rainures usinées dans les pions et recevant les extrémités des joints (14), (16). 9) Dispositif selon la revendication 7 et 8 caractérisé en ce que les pions d'étanchéité (15) frottent, en bout et er partie sur les faces latérales extérieures (20) du stator au niveau du profil 22), formé par la réunion de la face (20) et la face intérieure longitudinale (21) du stator, l'autre partie des pions dépasse de ce profil vers l'intérieur coté chambre et comporte un usinage en creux recevant une extrémité du join (16).