FR3075890A1 - Volute et procede de fabrication d'une volute - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne une Volute (24) de compression d'air, en particulier pour compresseur électrique de suralimentation dans un moteur à combustion interne, comprenant une conduite amont (26) d'alimentation en air coaxiale à une roue de compression et une conduite aval (30) de sortie d'air, caractérisé en ce que la volute (24) comprend au moins deux parties (32, 34) structurellement distinctes délimitant ensemble la conduite aval (30) de sortie, la deuxième partie (34), en plastic, comprenant la conduite amont (26) d'entrée d'air et la conduite aval (30) de sortie d'air.
Description
VOLUTE ET PROCEDE DE FABRICATION D'UNE VOLUTE
La présente invention concerne une volute, en particulier pour compresseur électrique de suralimentation dans un moteur à combustion interne.
Il est connu de mettre en œuvre un compresseur électrique de suralimentation (en anglais «electric supercharger ») dans un circuit d'alimentation en air d'un moteur à combustion interne de véhicule automobile.
Un tel compresseur électrique de suralimentation est classiquement mis en œuvre dans la ligne d'admission d'air d'un moteur à combustion thermique d'un véhicule automobile, en amont ou en aval d'un turbocompresseur. En variante, ou au surplus comme décrit dans la demande FR-A-2 991 725 au nom de la Demanderesse, un tel compresseur peut être mis en œuvre sur une ligne de recirculation des gaz d'échappement du moteur à combustion interne.
Le compresseur de suralimentation électrique comporte de manière classique une roue centrifuge destinée à comprimer l'air entrant dans le compresseur et une machine électrique pour entraîner la roue en rotation par l'intermédiaire d'un arbre. À la différence des turbocompresseurs, entraînés par les gaz d'échappement, le compresseur électrique de suralimentation, fonctionnant avec une machine électrique, a un temps de réponse très court. Ceci permet de renforcer le couple du moteur à combustion interne à bas régime, de compenser le temps de réponse du turbocompresseur et améliore les accélérations du véhicule automobile sur lequel est monté le moteur à combustion interne muni du compresseur électrique de suralimentation.
La roue du compresseur est logée dans une volute .comprenant une conduite centrale amont d'entrée d'air qui est aspiré et compressé par la roue et envoyé dans une conduite aval ayant une section qui augmente vers l'aval. La conduite aval entoure avec une forme en spirale la conduite amont.
Dans certains cas, la volute est réalisée en plastique.
Un inconvénient de l'utilisation d'une volute en plastique provient du fait que la roue placée à l'intérieur, en cas d'explosion, risque de traverser la volute en plastique et d'être dispersée dans l'environnement moteur.
La présente invention a donc pour objet de pallier un ou plusieurs des inconvénients des dispositifs de l'art antérieur en proposant une volute en plastique configurée pour éviter la dispersion de la roue en cas d'explosion, diminuer sa masse de la volute et diminuer son coût.
Pour cela la présente invention propose Une volute de compression d'air, en particulier pour compresseur électrique de suralimentation dans un moteur à combustion interne, comprenant une conduite amont d'alimentation en air coaxiale à une roue de compression et une conduite aval de sortie d'air, la volute comprenant au moins deux parties structurellement distinctes délimitant ensemble la conduite aval de sortie, la deuxième partie, en plastique, comprenant la conduite amont d'entrée d'air et la conduite aval de sortie d'air.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la première partie est en métal et délimite un logement pour la roue.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la seconde partie comprend une portion en U comportant une paroi annulaire radialement interne et une paroi annulaire radialement externe.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la première partie comprend une surface annulaire radiale sur laquelle vient s'appliquer axialement un rebord annulaire interne délimitant l'ouverture de la seconde partie recevant la conduite amont.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la première partie comprend une surface s'étendant en hélice autour de l'axe X et agencée en vis-à-vis axiale du bord annulaire de la paroi annulaire interne de la portion en U de la seconde partie.
Selon un mode de réalisation de l'invention, une surface concave, délimitant la portion en U, est formée à la périphérie radialement externe de l'anneau.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le bord annulaire interne est relié à un anneau externe par au moins deux anses engagées dans un renfoncement de la face interne de la conduite aval.
Selon un mode de réalisation de l'invention, les anses sont régulièrement réparties autour de l'axe de la conduite amont. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'une volute selon l'une des revendications précédentes comprenant les étapes suivantes :
Fabriquer par moulage dans un premier moule permanent la première partie de la volute, Fabriquer par moulage dans un second moule la seconde partie de la volute,
Assembler la première partie et la seconde partie de maniéré a former la volute. L'invention sera mieux comprise et d'autres détails, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple non limitatif en référence aux dessins annexés. la figure 1 est une vue schématique en coupe d'un compresseur selon l'invention, la figure 2 est une vue schématique en coupe d'une volute selon une troisième réalisation de l'invention ; la figure 3 est unevue schématique en perspective de la première partie de la volute de la figure 2 ; la figure 4 est une vue selon la ligne de coupe AA de la figure 2 ; la figure 5 est une vue selon la ligne de coupe BB de la figure 5 ; les figures 6 à 8 sont des vues schématiques de trois possibilités de réalisation de la première partie de la volute de la figure 2.
La présente invention concerne une volute 24 de compression d'air, en particulier pour compresseur électrique de suralimentation dans un moteur à combustion interne.
Le compresseur 10 selon l'invention, illustré figure 1, comporte une roue 12 centrifuge destinée à comprimer l'air entrant dans le compresseur 10 et un moteur 14 électrique pour entraîner la roue 12 en rotation par l'intermédiaire d'un arbre 16 et d'au moins un roulement 7.
Plus précisément, selon un mode de réalisation de l'invention, le moteur électrique est un moteur à réluctance variable (également appelée machine SRM pour Switched Réluctance Motor selon la terminologie anglaise).
Selon un mode de réalisation de l'invention, le moteur électrique est un moteur à aimants permanents, et par exemple à aimant surfacique permanent.
La roue 12 du compresseur est logée dans une volute 24 comprenant une conduite 26 centrale amont d'entrée d'air qui est aspiré et compressé par la roue 12 et envoyé dans une conduite 30 aval ayant une section qui augmente vers l'aval. La conduite 30 aval entoure avec une forme en spirale la conduite 26 amont.
Comme cela est représente sur les figures 2 a 5, la volute 24 comprend deux parties 32, 34 structurellement indépendantes l'une de l'autre et rendues solidaires l'une de l'autre partout moyen approprié.
Comme illustré figure 2 la volute 24 comprend un circuit d'air formé d'amont en aval d'une conduite 26 d'entrée d'air ou d'amenée d'air débouchant à son extrémité aval dans un logement 28 d'une roue (non représentée) de compression d'air et une conduite aval 30 de sortie d'air. La roue 12 ne fait pas partie de la volute 24 en tant que telle mais du compresseur électrique. La conduite 26 d'entrée d'air est coaxiale d'axe X à l'axe de rotation de la roue 12 de compression d'air.
Dans le cadre de l'invention, la deuxième partie 34 est en plastique.
Selon un mode de réalisation de l'invention, la première partie 32 est en métal.
La deuxième partie 34 comprend une portion en U comportant une paroi annulaire radialement interne 40 et une paroi annulaire radialement externe 42.
La première partie 32 comprend une surface annulaire radiale 68 sur laquelle vient s'appliquer axialement un rebord annulaire interne 70 délimitant l'ouverture de la seconde partie 34 recevant la conduite amont 26.
La première partie 32 comprend également une surface 74 s'étendant en hélice autour de l'axe X et agencée en vis-à-vis axiale du bord annulaire de la paroi annulaire interne 40 de la portion en U de la seconde partie 34.
Une surface concave 50 est formée entre la surface radiale 74 et un bord annulaire 38. Cette surface concave 50 délimite, intérieurement avec la portion en U de la seconde partie 34, la conduite aval 30. La conduite aval 30 est formée par la première partie 32 et par la seconde partie 34.
La première partie 32 comprend en outre un anneau externe relié par deux anses 76 diamétralement opposées l'une à l'autre, au bord annulaire libre 38 de la portion évasée 36. La seconde partie 34 comprend, quant à elle, deux logements 80 de réception des anses 76 formés dans l'épaisseur de la portion en U de la seconde partie 34.
Comme illustré sur les figures, la conduite aval 30 ou de sortie d'air comprend ainsi une entrée d'air annulaire entourant extérieurement les extrémités radialement externes des pales de la roue de compression d'air. Cette entrée d'air annulaire 48 est délimitée par le bord annulaire libre 38 de la partie évasée 36 la première partie 32 et par le bord annulaire radialement externe de la paroi annulaire radialement externe 42 de la portion en U de la seconde partie 34.
La volute est ainsi formée par une partie en plastique et une partie en métal délimitant le logement 28 de protection de la roue, et permettant ainsi de protéger la partie en plastique en cas d'explosion de la roue.
Pour réaliser le démoulage de la première partie 32 comprenant deux anses 76, il suffit d'effectuer le démoulage d'une première moitié d'un moule dans une première direction A perpendiculaire aux anses 76 et d'une seconde moitié dudit moule dans une seconde direction B opposée à la première direction (figure 6). II serait encore possible de réaliser la première partie 24 avec trois anses 76, le moule peut être réalisé en trois parties que l'on désassemble les unes des autres selon trois directions C orientées à 120° les unes des autres. Egalement, la première partie 24 pourrait comprendre quatre anses 76. Dans ce cas, le démoulage consisterait à enlever un premier secteur selon un sens El puis à enlever un second secteur selon une sens E2 perpendiculaire à El, à enlever ensuite un secteur selon un sens E3 à E2 et orienté à l'opposé de El puis enfin à enlever un secteur selon un sens E4 orienté à l'opposé de E2.
La portée de la présente invention ne se limite pas aux détails donnés ci-dessus et permet des modes de réalisation sous de nombreuses autres formes spécifiques sans s'éloigner du domaine d'application de l'invention. Par conséquent, les présents modes de réalisation doivent être considérés à titre d'illustration, et peuvent être modifiés sans toutefois sortir de la portée définie par les revendications.
Claims (9)
- REVENDICATIONS1. Volute (24) de compression d'air, en particulier pour compresseur électrique de suralimentation dans un moteur à combustion interne, comprenant une conduite amont (26) d'alimentation en air coaxiale à une roue de compression et une conduite aval (30) de sortie d'air, caractérisé en ce que la volute (24) comprend au moins deux parties (32, 34) structurellement distinctes délimitant ensemble la conduite aval (30) de sortie, la deuxième partie (34), en plastic, comprenant la conduite amont (26) d'entrée d'air et ia conduite aval (30) de sortie d'air.
- 2. Volute selon la revendication 1, dans laquelle la première partie (32) est en métal et délimite un logement (28) pour la roue (12).
- 3. Volute selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle la seconde partie (34) comprend une portion en U comportant une paroi annulaire radialement interne (40) et une paroi annulaire radialement externe (42).
- 4. Volute selon une des revendications 1 à 3, dans laquelle la première partie (32) comprend une surface annulaire radiale (68) sur laquelle vient s'appliquer axialement un rebord annulaire interne (70) délimitant l'ouverture de la seconde partie (34) recevant la conduite amont (26).
- 5. Volute selon la revendication 3 ou 4, dans laquelle la première partie (32) comprend une surface (74) s'étendant en hélice autour de l'axe X et agencée en vis-à-vis axiale du bord annulaire de la paroi annulaire interne (40) de la portion en U de la seconde partie (34).
- 6. Volute selon la revendications, dans laquelle une surface concave (50), délimitant la portion en U, est formée à la périphérie radialement externe de l'anneau.
- 7. Volute selon l'une des revendications 1 à 6, dans laquelle un bord annulaire interne (38) est relié à un anneau externe par au moins deux anses (76) engagées dans un renfoncement (80) de la face interne de la conduite aval (30).
- 8. Volute selon la revendication 7, dans laquelle les anses sont régulièrement réparties autour de l'axe (X) de la conduite amont.
- 9. Procédé de fabrication d'une volute selon l'une des revendications précédentes comprenant les étapes suivantes : Fabriquer par moulage dans un premier moule permanent la première partie de la volute (24), Fabriquer par moulage dans un second moule la seconde partie (34) de la volute (24), Assembler la première partie (32) et la seconde partie de manière à former la volute (24).
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| US20130039750A1 (en) * | 2010-04-23 | 2013-02-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Compressor housing for supercharger and method for manufacturing the same |
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2017
- 2017-12-22 FR FR1762924A patent/FR3075890A1/fr active Pending
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