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" Compresseur centrifuge."
L'invention est relative aux compresseurs centrifuges, destinés en particulier à la suralimentation des moteurs à combustion interne, et vise notamment à simplifier et à alléger la oonstruction, à diminuer l'encombrement, à faciliter le montage et à améliorer le fonctionnement et le rendement.
Suivant une caractéristique de l'invention, l'enveloppe du oompresseur est en deux parties réunies suivant un plan normal à l'axe de la roue, l'une de ces parties étant constituée par un solide de révolution embouti et l'autre par une pièce moulée ou emboutie de telle sorte que la totalité du oolimaçon
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ou volute de refoulement se trouve en saillie sur une face latérale et s'inscrive dans un cercle concentrique à l'axe.
Cette disposition est telle que le contour apparent du oompresseur s'insorit dans une surface de révolution, ce qui facilite la mise en place et le montage et réduit l'encombrement.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, les deux parties du compresseur sont reliées l'une à l'autre suivant un joint circulaire par des agrafes élastiques telles que l'on puisse faire varier à volonté l'orientation de l'une des pièces par rapport à l'autre, et qu'en cas d'explosion ou de surpression, les deux parties puissent s'écarter en créant une fuite, à la façon d'une soupape de sûreté, en antagonisme auxdites agrafes élastiques.
Une autre caractéristique de l'invention réside en ce que l'arbre de la roue est commandé par un pignon engrenant avec des roues dentées symétriquement placées de part et d'autre du pignon, et qui sont solidaires de deux poulies, entraînées par une poulie de grand diamètre par l'intermédiaire d'une courroie. Ce mode d'entraînement permet de réaliser facilement de grands rapports de transmission, tout en facilitant l'adaptation du compresseur sur le châssis, tandis qu'il supprime les efforts latéraux sur l'axe et réduit les vibrations.
Les roulements à billes pour les trois axes (axe de la roue et axes des poulies de commande) sont avantageusement montés avec jeu à travers des ouvertures du fond du carter, entre deux flasques emboutis déformables disposés de part et d'autre du dit fond, de façon à assurer d'une manière très simple un centrage extrêmement précis des dits roulements.
Les presse-étoupe sont avantageusement oonstitués par des rondelles en feutre fortement serrées entre deux cuvettes embouties et serties sur leur pourtour.
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La roue est de préférence du type décrit dans le brevet en Belgique N 447.530 du 13 Octobre 1942, intitulé : "Roue de compresseur centrifuge", c'est-à-dire qu'elle se compose d'un flasque et d'une tôle découpée pour former un moyeu et des aubages, ceux-ci étant obtenus par une torsion de 90 environ de la racine des dents produites par le découpage, lesdits aubages étant accrochés au flasque par des dispositifs de liaison permettant un très léger déplacement radial des aubages par déformation élastique de la partie tordue, cette roue étant d'une construction extrêmement légère et capable de résister dans d'excellentes conditions aux vibrations et à la fatigue.
De préférence, pour augmenter la rigidité de la partie des ailettes qui doit rester indéformable, celle-ci est nervurée dans le sens radial.
D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, en se référant au dessin annexé, qui montre, à titre d'exemple, un mode de réalisation de l'invention, et dans lequel :
La fig. 1 est une vue, partiellement en élévation, partiellement en coupe axiale, d'un mode de réalisation de l'in- vention;
La fig. 2 en est une vue en bout à plus petite échelle en regardant du côté de la volute de refoulement;
La fige 3 est une vue partiellement en élévation et partiellement en coupe transversale suivant la ligne 3-3 de la fig. 1;
La fig. 4 montre schématiquement le mode d'entraînement du compresseur;
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La fig. 5 est une vue en élévation du carter de la transmission;
La fig. 6 est une vue en plan de l'un des flasques de serrage des roulements;
La fig. 7 est une coupe suivant la ligne 7-7 de la fig. 6, et
La fig. 8 est une coupe axiale d'un presse-étoupe.
En se référant au dessin, l'enveloppe du compresseur est formée de deux parties 1 et 2 réunies suivant un plan X-X normal à l'axe 3 de la roue 4. La partie 1 est constituée par un solide de révolution embouti, comportant une paroi périphérique 5 en forme de cuvette, et un fond 6 de forme plane. La partie 2 est constituée par une pièce moulée ou emboutie, de telle sorte que la totalité du colimaçon ou volute de révolution 7 se trouve en saillie sur la face latérale du compresseur et s'inscrive dans un cercle C, concentrique à l'axe.
Entre la cuvette 5 et le fond 6, la partie 1 de l'enveloppe présente une partie cylindrique 8 sur laquelle s'emmanche la partie cylindrique 9 du carter 10 de la transmission. Cette partie cylindrique se termine par un rebord 11 d'un côté, et par un fond de forme plane 12 du coté opposé. L'ensemble du compresseur s'inscrit donc dans une surface de révolution dont la génératrice est constituée par le contour apparent de la figure 1.
Cette forme facilite l'adaptation du compresseur sur un châssis d'automobile par exemple, en facilite la mise en place et réduit l'encombrement.
Suivant une autre caractéristique de l'invention, les deux parties du compresseur sont reliées l'une à l'autre suivant le joint circulaire contenu dans le plan X-X par des agrafes métalliques telles que 13, de telle sorte que l'on peut faire varier à volonté l'orientation de la pièce 2 par rapport à la pièce
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1, et amener ainsi la buse de refoulement 14 de la volute à l'endroit convenable, pour la raccorder au circuit alimentant le moteur ou autre. Dans l'exemple représenté, les agrafes élastiques 13 comprennent une lame de ressort convenablement incurvée, terminée d'un c8té par un S ou double crochet 15, et de l'autre par un crochet simple 16.
Le crochet 15 s'engage dans une gorge périphérique 17 d'un bourrelet 18 de la pièce 2, et le crochet 16 derrière les épaulements 19 d'une série de plaquettes embouties 20, convenablement réparties à la périphérie du rebord 11 de la pièce 9, et fixées au moyen de goujons 21, ces mêmes goujons pouvant servir en même temps à fixer le carter 10 sur la partie d'enveloppe 1.
La mise en place des agrafes s'effectue très simplement en engageant les crochets 16 derrière les épaulements 19, et en faisant sauter élastiquement les doubles crochets 15 dans la gorge 17, le démontage se faisant par l'opération inverse. Ces attaches élastiques ont en outre pour avantage de permettre aux deux parties 1 et 2 de s'écarter légèrement en créant une augmentation de la capacité interne, ou même une fuite, en cas d'explosion ou de surpression à l'intérieur du compresseur, et ce, en antagonisme à la déformation élastique des agrafes 13.
L'expérience montre, en effet, que dans les compresseurs de suralimentation des moteurs, il se produit parfois de petites explosions qui, lorsque l'enveloppe du compresseur est rigide, produisent des détériorations des organes, tandis que la disposition ci-dessus décrite permet d'éviter efficacement des détériorations et de prolonger ainsi la vie du compresseur.
De préférence, la roue 4 du compresseur est du type décrit dans le brevet belge sus-indiqué N 447.530. Pour donner plus de rigidité à la partie périphérique des ailettes qui doit
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rester indéformable, celle-ci est nervurée dans le sens radial, comme indiqué en 22.
On a représenté en 23 la paroi fixe contre laquelle se déplacent les ailettes, et qui se prolonge par le diffuseur, cette paroi étant constituée par un embouti convenablement profilé s'encastrant à l'intérieur de la volute 7 et se prolongeant par un manchon cylindrique 24 enoastré dans l'ouie 25 disposée dans l'axe de la partie 2 de l'enveloppe.
Une autre caractéristique de l'invention réside en ce que l'arbre 3 de la roue est commandé par un pignon 26 taillé par exemple dans ledit axe et engrenant avec deux roues dentées telles que 27, disposées symétriquement de part et d'autre du pignon 26, et qui sont solidaires de deux poulies 28, 29 (dans l'exemple représenté, ces poulies sont des poulies à double gorge) entrainées par une poulie motrioe de grand diamètre 30 par l'intermédiaire de oourroies 31. Grâce à ce mode de transmission, il est facile de réaliser de grands rapports de transmission permettant une rotation à grande vitesse de la roue 4 du oompresseur, sans compliquer l'adaptation du compresseur sur le châssis. D'autre part, le montage du pignon 26 entre les roues dentées 27 supprime les efforts latéraux sur l'axe 3 et réduit les vibrations.
Les axes 32 des pignons 27 et des poulies 28,29 sont montés dans des roulements à billes tels que 33, et l'axe 3 dans des roulements à billes tels que 34. Le centrage et l'alignement correct de ces six , roulements soulèvent en pratique de grandes difficultés, auxquelles le Demandeur a remédié efficacement de la façon suivante :
Ces roulements traversent avec un certain jeu des ouvertures 35, 35a et 36 du fond 12 du carter et du fond 6 de la partie 1 de l'enveloppe, et ils sont serrés entre deux paires de flasques emboutis 37-37a, 38-38a disposées par paires de part et
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d'autre des fonds 6 et 12.
Ces flasques, qui sont représentés plus en détail aux figures 6 et 7, comprennent une partie plane 39 rendue rigide par un rebord périphérique 40, et percés en leur centre d'ouvertures 41, 41a, 42 correspondant respectivement aux ouvertures 35, 35a et 36 des fonds 6 et 12. Ces ouvertures, telles que 41, sont pratiquées dans le fond de cuvettes embouties telles que 42, de façon à former des épaulements 43 destinés à prendre appui sur les roulements à billes 33, 34, la déformabilité des cuvettes 42 assurant le serrage énergique des roulements en place.
Le centrage et l'alignement corrects des roulements à billee s'opèrent très facilement à l'aide de broches de serrage, les roulements étant maintenus en place entre leurs flasques, et les boulons de serrage tels que 43-44 ne sont bloqués qu'une fois les roulements convenablement centrés.
Les presse-étoupe disposés au droit des différents roulements sont avantageusement constitués par des rondelles en feutre 45 fortement comprimées entre deux cuvettes embouties 46, 47, serties en 48 sur leur pourtour.
Comme le montre la fig. 7, le rebord 48 de ces rondelles s'adapte entre les cuvettes 42 et la tranche du chemin de roulement extérieur de l'un des roulements à billes 33, 34, tandis que la cuvette 46 fait saillie à travers l'orifice 41.
Bien entendu l'invention n'est pas limitée aux détails d'exécution ci-dessus décrits, qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple.
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"Centrifugal compressor."
The invention relates to centrifugal compressors, intended in particular for supercharging internal combustion engines, and aims in particular to simplify and lighten the construction, to reduce the size, to facilitate assembly and to improve operation and efficiency. .
According to one characteristic of the invention, the casing of the compressor is in two parts joined together in a plane normal to the axis of the wheel, one of these parts being constituted by a stamped solid of revolution and the other by a part molded or stamped in such a way that the entire staircase
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or discharge volute is protruding on a side face and fits in a circle concentric with the axis.
This arrangement is such that the apparent contour of the compressor fits into a surface of revolution, which facilitates positioning and assembly and reduces bulk.
According to another characteristic of the invention, the two parts of the compressor are connected to one another along a circular seal by elastic clips such that the orientation of one of the parts can be varied at will. in relation to the other, and that in the event of an explosion or overpressure, the two parts can move apart, creating a leak, like a safety valve, in antagonism to said elastic clips.
Another characteristic of the invention resides in that the shaft of the wheel is controlled by a pinion meshing with toothed wheels symmetrically placed on either side of the pinion, and which are integral with two pulleys, driven by a pulley. large diameter by means of a belt. This drive mode makes it easy to achieve large transmission ratios, while facilitating the adaptation of the compressor to the chassis, while it eliminates lateral forces on the axle and reduces vibrations.
The ball bearings for the three axes (axis of the wheel and axes of the control pulleys) are advantageously mounted with play through openings in the bottom of the casing, between two deformable stamped flanges arranged on either side of said bottom, so as to ensure an extremely precise centering of said bearings in a very simple manner.
The glands are advantageously oonstitués by felt washers tightly clamped between two stamped cups and crimped around their periphery.
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The wheel is preferably of the type described in Belgian patent N 447,530 of October 13, 1942, entitled: "Centrifugal compressor wheel", that is to say it consists of a flange and a sheet. cut to form a hub and blades, these being obtained by a twist of about 90 of the root of the teeth produced by the cutting, said blades being hooked to the flange by connecting devices allowing a very slight radial displacement of the blades by elastic deformation of the twisted part, this wheel being of an extremely light construction and able to withstand under excellent conditions vibrations and fatigue.
Preferably, to increase the rigidity of the part of the fins which must remain undeformable, the latter is ribbed in the radial direction.
Other characteristics of the invention will emerge from the description which follows, with reference to the appended drawing, which shows, by way of example, an embodiment of the invention, and in which:
Fig. 1 is a view, partially in elevation, partially in axial section, of an embodiment of the invention;
Fig. 2 is an end view on a smaller scale looking at the side of the discharge volute;
Fig 3 is a view partially in elevation and partially in cross section taken on line 3-3 of FIG. 1;
Fig. 4 schematically shows the compressor drive mode;
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Fig. 5 is an elevational view of the transmission housing;
Fig. 6 is a plan view of one of the bearing clamping flanges;
Fig. 7 is a section taken along line 7-7 of FIG. 6, and
Fig. 8 is an axial section of a cable gland.
Referring to the drawing, the compressor casing is formed of two parts 1 and 2 joined together along a plane XX normal to the axis 3 of the wheel 4. Part 1 is formed by a stamped solid of revolution, comprising a wall device 5 in the form of a bowl, and a bottom 6 of planar shape. Part 2 is formed by a molded or stamped part, such that the whole of the spiral or volute of revolution 7 is projecting on the lateral face of the compressor and is inscribed in a circle C, concentric with the axis.
Between the cup 5 and the bottom 6, part 1 of the casing has a cylindrical part 8 onto which the cylindrical part 9 of the casing 10 of the transmission fits. This cylindrical part ends with a flange 11 on one side, and a flat bottom 12 on the opposite side. The entire compressor is therefore part of a surface of revolution, the generator of which is formed by the apparent contour of FIG. 1.
This shape facilitates the adaptation of the compressor to an automobile chassis, for example, facilitates its installation and reduces the bulk.
According to another characteristic of the invention, the two parts of the compressor are connected to each other along the circular seal contained in the plane XX by metal clips such as 13, so that it is possible to vary at will the orientation of part 2 relative to the part
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1, and thus bring the discharge nozzle 14 of the volute to the appropriate place, to connect it to the circuit supplying the motor or the like. In the example shown, the elastic clips 13 comprise a suitably curved leaf spring, terminated on one side by an S or double hook 15, and on the other by a single hook 16.
The hook 15 engages in a peripheral groove 17 of a bead 18 of the part 2, and the hook 16 behind the shoulders 19 of a series of stamped plates 20, suitably distributed around the periphery of the rim 11 of the part 9 , and fixed by means of studs 21, these same studs being able to serve at the same time to fix the casing 10 on the casing part 1.
The staples are put in place very simply by engaging the hooks 16 behind the shoulders 19, and by resiliently jumping the double hooks 15 into the groove 17, the disassembly being done by the reverse operation. These elastic fasteners have the further advantage of allowing the two parts 1 and 2 to move apart slightly, creating an increase in internal capacity, or even a leak, in the event of an explosion or overpressure inside the compressor, and this, in antagonism to the elastic deformation of the clips 13.
Experience shows, in fact, that in superchargers for engines, small explosions sometimes occur which, when the compressor casing is rigid, produce damage to the components, while the arrangement described above allows effectively avoid damage and thus prolong the life of the compressor.
Preferably, the compressor wheel 4 is of the type described in the above-mentioned Belgian patent N 447,530. To give more rigidity to the peripheral part of the fins which must
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remain undeformable, it is ribbed in the radial direction, as indicated at 22.
There is shown at 23 the fixed wall against which the fins move, and which is extended by the diffuser, this wall being constituted by a suitably profiled stamped fitting inside the volute 7 and extending by a cylindrical sleeve 24 enoastré in the hearing 25 disposed in the axis of part 2 of the envelope.
Another characteristic of the invention resides in that the shaft 3 of the wheel is controlled by a pinion 26 cut for example in said axis and meshing with two toothed wheels such as 27, arranged symmetrically on either side of the pinion. 26, and which are integral with two pulleys 28, 29 (in the example shown, these pulleys are pulleys with double grooves) driven by a large diameter motor pulley 30 by means of belts 31. Thanks to this method of transmission, it is easy to achieve large transmission ratios allowing high speed rotation of the compressor wheel 4, without complicating the adaptation of the compressor to the chassis. On the other hand, the mounting of the pinion 26 between the toothed wheels 27 eliminates the lateral forces on the axis 3 and reduces the vibrations.
The axes 32 of the pinions 27 and the pulleys 28,29 are mounted in ball bearings such as 33, and the axis 3 in ball bearings such as 34. The centering and correct alignment of these six, lift bearings in practice great difficulties, which the Applicant has effectively remedied as follows:
These bearings pass through the openings 35, 35a and 36 of the bottom 12 of the housing and the bottom 6 of part 1 of the casing with a certain clearance, and they are clamped between two pairs of stamped flanges 37-37a, 38-38a arranged in pairs of hand and
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other of funds 6 and 12.
These flanges, which are shown in more detail in Figures 6 and 7, include a flat portion 39 made rigid by a peripheral rim 40, and pierced at their center with openings 41, 41a, 42 corresponding respectively to the openings 35, 35a and 36 funds 6 and 12. These openings, such as 41, are made in the bottom of stamped cups such as 42, so as to form shoulders 43 intended to bear on the ball bearings 33, 34, the deformability of the cups 42 ensuring the energetic tightening of the bearings in place.
The correct centering and alignment of the ball bearings is very easy with the aid of clamping pins, the bearings being held in place between their flanges, and clamping bolts such as 43-44 are only blocked. once the bearings are properly centered.
The packing glands arranged in line with the various bearings are advantageously constituted by felt washers 45 strongly compressed between two stamped cups 46, 47, crimped at 48 around their periphery.
As shown in fig. 7, the flange 48 of these washers fits between the cups 42 and the edge of the outer race of one of the ball bearings 33, 34, while the cup 46 protrudes through the orifice 41.
Of course, the invention is not limited to the details of execution described above, which have been given only by way of example.