Brevet FR2583464A1 — publié le 19861219

Pompe multicellulaire à palettes avec palettes en forme de crochets. L'invention se rapporte à une pompe multicellulaire à palettes, en particulier à une pompe à vide, comprenant deux ou plusieurs palettes déplaçables dans des fentes d'un rotor ainsi que des dispositifs pour limiter le déplacement radial des palettes. En particulier, dans les pompes multicellulaires à palettes qui, par exemple dans un véhicule à moteur, sont accouplées au système d'entraInement de façon à tourner constamment avec celui-ci et dont la fonction est de maintenir un accumulateur hydraulique, par exemple un servofrein, constamment à une pression ou à une dépression prédéterminée, on a essayé de multiples façons d'interrompre ou de diminuer le débit de la pompe en cas de besoin. La possibilité d'enclencher et de déclencher la pompe nécessite une mise en oeuvre de moyens supplémentaires considérables qui augmentent, en outre, la sensibilité aux défaillances de l'engin. En cas de besoin, on a essayé de neutraliser la pompe multicellulaire à palettes en tirant ou en faisant pivoter les palettes dans des conditions prédéterminées pour les écarter de la paroi du corps. Ainsi, par exemple, la demande de brevet allemand 15 409 décrit une pompe à vide rotative comprenant un rotor tournant excentriquement dans un alésage du corps ainsi qu'au moins une palette munie d'un dispositif pour la maintenir dans une position excluant toute action de la pompe. Ce dispositif se compose d'une masse qui est accouplée à chaque palette et qui, en cas de vitesse de rotation élevée, tire les palettes pour écarter leur surface frontale de la paroi intérieure du corps. La demande de brevet allemand 30 14 520 décrit une pompe multicellulaire à palettes comprenant des palettes fixées sur la périphérie du rotor et qui, pouvant pivoter autour de leurs articulations placées sur la surface du rotor, viennent s'appliquer sur la paroi intérieure du corps sous l'effet des forces centrifuges ou d'un guidage cinématique. Pour faire pivoter les palettes dans une position o le refoulement est interrompu, dans la zone de chacune des palettes pivotables, sont prévues des chevilles dirigées radialement et déplaçables radialement qui, par une extrémité, s'engagent dans un évidement pratiqué dans la section d'extrémité circulaire de la palette et, par l'autre extrémité, viennent s'appliquer sui la surface latérale d'un cône déplaçable axialement dans un perçage central de l'arbre du piston rotatif. Les palettes sont rentrées ou libérées par déplacement axial. Les deux constructions sont insatisfaisantes. Tandis que dans la première, le fonctionnement ne peut pas être modifié de l'extérieur et que, de par sa conception, elle n'est efficace qu'aux faibles vitesses de rotation, ce qui limite très fortement sa possibilité d'utilisation, l'autre est compliquée, mécaniquement fragile et en outre utilisable exclusivement avec la forme particulière des palettes pivotables. L'objet de l'invention est par conséquent d'équiper les pompes à palettes de moyens permettant de mettre les palettes en position de fonctionnement ou en position de marche à vide selon les besoins, éventuellement en fonction d'une pression finale déterminable à la sortie ou à l'entrée de la pompe, et pouvant être supérieure ou inférieure à la pression atmosphérique. Avec une pompe multicellulaire à palettes du type décrit ci-dessus, ce résultat est atteint selon l'invention par le fait que chaque palette, limitable dans son déplacement, comprend sur une surface latérale, une nervure parallèle à l'axe glissant dans la fente correspondante, que la surface latérale munie de la nervure glisse par sa zone située radialement vers l'extérieur sur une nervure opposée, que la nervure et la nervure opposée forment une chambre fermée qui, au cours d'une rotation complète du rotor, communique au moins par instants avec un raccord de fluide sous pression et que ce raccord peut être alimenté en fluide sous pression. De préférence, la nervure est disposée à l'extrémité de la palette se trouvant dans le rotor et l'extrémité de la palette est réalisée en forme de crochet. Le raccord de fluide sous pression peut être alimenté en particulier en fonction de la dépression ou de la surpression produite. Dans un mode de réalisation particulier, notamment sous la forme d'une pompe à vide multicellulaire à palettes qui est montée dans un véhicule automobile et qui est entraînée par le moteur de celui-ci, par exemple un moteur à essence ou un moteur diesel, le raccord de fluide sous pression, réalisé en forme de canal, peut être relié au circuit d'huile de graissage du moteur pour être alimenté en fluide sous pression. La nervure opposée prévue dans la fente à palettes est de préférence disposée parallèle à 1' axe. Dans un autre mode de réalisation, dans le rotor sont prévues deux palettes qui sont placées l'une au-dessus de l'autre dans une fente commune et qui comportent toutes deux une nervure située dans la zone de leur partie se trouvant dans le rotor. Les nervures des deux palettes sont tournées l'une vers l'autre, la nervure d'une palette glissant sur la face, qui est tournée vers elle, de l'autre palette et les deux nervures formant entre elles une chambre de pression (ci-après également dénommée chambre des crochets). Les nervures des deux palettes peuvent résulter d'une conception en forme de crochet des extrémités, se trouvant dans le rotor, des palettes, les têtes des crochets formant entre elles la chambre de pression dont la longueur varie constamment entre deux valeurs limites pendant la rotation du rotor. Dans un mode de réalisation particulier, les deux palettes de la pompe sont également munies de têtes de crochet à leurs extrémités situées du côté de la paroi intérieure du corps. Leur étendue radiale est dimensionnée de telle sorte que leurs limites externes, les palettes étant complètement rentrées, se situent dans la surface enveloppante du rotor et que la tête, située à l'intérieur, de chaque palette, soit approximativement appliquée sur la surface interne de la tête de crochet, située à l'extérieur, de l'autre palette. Les palettes étant rentrées, il peut être avantageux de limiter l'amenée d'huile de graissage allant à l'intérieur de la pompe. A cet effet, il est prévu selon l'invention que les perçages d'huile de graissage généralement prévus dans une ou les deux parois latérales du corps, soient pratiqués à l'intérieur de la zone recouverte par le rotor, de manière qu'ils soient constamment recouverts en position rentrée des palettes. La chambre des crochets peut recevoir de différentes façons, la pression provoquant la rentrée des palettes. Un moyen simple consiste à raccorder la chambre des crochets à la sortie de la pompe, c'est-à-dire à la chambre de pression, ou, par exemple en cas d'installation de la pompe dans un véhicule automobile et de son entraînement par le moteur de celui- ci, à la raccorder au circuit d'huile de graissage de ce dernier. En pareil cas, dans le raccordement est par exemple monté une valve antiretour agissant en tant que valve de surpression qui est fermée vis-à- vis de la chambre de pression sous l'action d'un ressort de pression, de préférence réglable, et ne s'ouvre que lorsqu'une pression déterminée surmontant la force du ressort est atteinte dans la chambre de pression. D'autres moyens sont également possibles, la commande des déplacements des palettes pouvant par exemple s'effectuer également en fonction de la vitesse de rotation de la pompe. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description de modes de réalisation pris comme exemples, mais non limitatifs, et illustrés par le dessin annexé, sur lequel: la figure 1 représente une pompe multicellulaire à palettes avec commande des palettes par un distributeur à deux voies; les figures 2 à 5 représentent la position relative de la chambre des crochets et du perçage de raccordement; la figure 6 représente la pompe avec palettes rentrées dans le rotor; la figure 7 représente une pompe avec quatre palettes individuelles; la figure 8 représente une pompe avec palettes de section transversale en forme de S ou de Z. A l'intérieur du corps 1 d'une pompe, le rotor 3 est disposé excentriquement de manière à être à une distance minimale de la paroi intérieure 2 du corps. Dans la fente 6 du rotor 3, les palettes 4 et 5 sont montées facilement déplaçables l'une par rapport à l'autre et par rapport aux parois 14 de la fente. Dans 6 2583464 le mode de réalisation représenté, les palettes 4, 5, vues en coupe transversale, en plus des têtes de crochets intérieures 7 essentielles pour l'invention - comme cela sera expliqué ultérieurement - comportent aussi des têtes de crochets 8 à leurs extrémités tournées vers la paroi intérieure 2 du corps. Pour l'alimentation en fluide sous pression de la ou des chambres de crochets 10, l'axe du rotor comporte un perçage de raccordement 9 qui débouche dans la fente 6 du rotor. Il peut être placé, soit dans l'arbre du rotor, en cas de son montage des deux côtés, dans le bout d'arbre situé du côté opposé à l'entraînement, soit - en cas de montage en porte- à-faux - dans la paroi frontale du corps 1 située du coté opposé à l'entraînement. Pour assurer le raccordement de la chambre des crochets 10 dans n'importe quelle position du rotor, l'embouchure du perçage 9, en particulier s'il est situé dans la paroi intérieure opposée du corps, peut de préférence comporter un élargissement 13 en forme de cercle. Comme on peut le voir distinctement à la figure 1, par le choix de dimensions appropriées, il est possible d'alimenter la chambre des crochets même à la position extreme représentée, sans que l'espace compris entre l'extrémité, se trouvant dans le rotor, de la palette 4, et le crochet extérieur 8 de la palette 5, soit également raccordé au perçage 9. Dans un mode de réalisation particulier, les parois latérales 14 de la fente 6, les surfaces de glissement 11 et 12 des palettes et les surfaces des têtes de crochets 7 et 8 en contact des surfaces 11 et éventuellement aussi 14, peuvent être munies de tôles extrêmement résistantes à l'usure ou d'un revêtement métallique, céramique, minéral, en verre ou en matière plastique, pour diminuer ainsi considérablement l'usure. Comme revêtement, on peut par exemple utiliser 7 2583464 du chrome, des alliages au chrome, de l'émail dur, du verre, de la céramique, des matières plastiques comme le polytétrafluoroéthylène et autres. La figure 1 représente schématiquement un mode de réalisation particulier de la commande des mouvements des palettes, la référence 19 désignant un distributeur à deux voies qui peut être actionné par une commande 22 à membrane et à tige poussoir. Du distributeur 19 partent une conduite 24 allant au perçage de raccordement 9 ainsi qu'une seconde conduite 25 qui va au raccord d'huile de graissage 15, lequel est placé de façon à être recouvert par le rotor 3. L'entrée du distributeur se trouve au niveau de deux conduits d'alimentation, à savoir un raccord de pression 16, ici marqué du signe (+) et un raccord de dépression 17, marqué du signe (-). La position représentée du distributeur, dans laquelle le raccord de pression est relié par la conduite 24 au perçage de raccordement 9 et le raccord de dépression au raccord d'huile de graissage 15, est désignée en tant que position 1 du distributeur et provoque la rentrée des palettes 4, 5 dans le rotor. Si on établit le raccordement par la partie 21 du distributeur (position de commande 2), il règne une dépression au niveau de la chambre des crochets 10 et les palettes sont à nouveau sorties, tandis que le raccord d'huile 15 est à nouveau alimenté en huile. La commande du distributeur à deux voies 19 s'effectue au moyen de la canalisation 23. La canalisation de commande est raccordée à l'entrée (non représentée) de la pompe multicellulaire à palettes. Lorsque la dépression à I'entrée tombe en dessous d'une valeur prédéterminée, la membrane (figure 1) se bombe vers la droite et entraîne la tige-poussoir. Le distributeur commute alors. Les figures 2 à 5 reproduisent différentes positions que peut prendre le rotor pendant une rotation et par lesquelles on peut voir dans quelles positions la chambre des crochets, même en cas de dimensionnements défavorables, communique avec le perçage de raccordement 9 ou l'élargisemment 13. Il s'est toutefois révélé que le recouvrement qui commence à une position du rotor avant celle représentée à la figure 5 et qui s'achève à une position après celle représentée à la figure 2, suffit par exemple assurément pour garantir la rentrée des palettes, attendu que la zone de recouvrement augmente à mesure que progresse la rétraction des palettes. La figure 6 représente la situation avec palettes rentrées. Dans cette position, les palettes 4, sont solidement maintenues tant que dure la liaison avec le raccord de pression. La figure 7 représente un mode de réalisation de la pompe multicellulaire à palettes selon l'invention dans lequel il est prévu quatre palettes individuelles 43 guidées dans des fentes correspondantes 42. Les nervures 7, se trouvant respectivement à l'intérieur des fentes 42, des palettes 43, forment, en combinaison avec les nervures opposées 44 des fentes 42, les chambres de pression ou chambres des crochets 10; par les quatre positions représentées des palettes, on peut voir distinctement leur variation de longueur au cours d'une rotation du rotor. Les fentes 42 dans le rotor 3 se terminent à une profondeur qui ne doit pas être inférieure à la longueur radiale des palettes; les deux valeurs sont de préférence sensiblement égales de manière que les limitations extérieures des palettes 43, à l'état complètement rentré des palettes, se situent dans la surface enveloppante du rotor 3. Dans le rotor 3 est aménagé un alésage central 32 dont l'axe coïncide de preférence avec l'axe du rotor et qui sert à relier les fentes 42 du rotor par des canaux de raccordement 33. 9 2583464 Dans la pompe représentée, l'alimentation en liquide des chambres de pression ou chambres des crochets 10 s'effectue par une rainure 31 prévue, soit dans une surface frontale du rotor 3, soit dans la paroi frontale, qui lui est voisine, du corps, rainure qui est disposée concentriquement à la surface de l'enveloppe du rotor et dans laquelle le canal 9 de fluide sous pression débouche en un endroit quelconque. La rainure 31 est avantageusement établie de façon que sa limitation extérieure, dans le sens radial, coïncide sensiblement avec les arêtes, tournées vers l'axe du rotor, des nervures 44 de celui-ci. Dé-cette façon, on a l'assurance que les chambres de pression 10 restent raccordées au canal 9 même lorsqu'elles se trouvent à leur longueur minimale. On va maintenant expliquer le fonctionnement de la pompe multicellulaire à palettes à l'aide du mode de réalisation représenté, dans lequel la référence 19 désigne un distributeur à plusieurs voies, la référence 34 une pompe, par exemple la pompe d'huile de graissage d'un véhicule automobile, et la référence 35, le réservoir ou le carter à huile. Le distributeur à plusieurs voies comporte deux sections de commande (positions) 20 et 21. Pour son déplacement entre les positions 20 et 21, un côté du distributeur à plusieurs voies est relié au côté aspiration de la pompe par l'intermédiaire d'une commande 22, de la conduite 37 et du raccord 39, l'autre ceté est soumis à l'action d'un ressort 36. A la position de commande 20, représentée, du distributeur 19, l'alésage central 32 est mis sous pression par la pompe 34 via la conduite 40, tandis que la conduite 41 relie la rainure annulaire 31 au réservoir 35 par le canal 9 de fluide sous pression. La pression de la pompe agit ainsi par l'intermédiaire des canaux de raccordement 33 sur les surfaces de base, 2583464 situées radialement à l'intérieur, des palettes 42, et, les repoussant vers l'extérieur, les appuie contre la paroi interne 2 du corps. Lorsque la pression ou la dépression dans l'utilisateur, par exemple le servofrein 38, a atteint sa valeur de consigne, le distributeur 19 est commuté à la position 21. Maintenant, l'alésage central 32 est relié au réservoir, tandis que la rainure 31 est alimentée en pression par le canal 9 de fluide sous pression. Par conséquent, les chambres de pression ou chambres des crochets 10 sont mises sous pression et assurent la rentrée des palettes 42; l'effet de la pompe cesse alors jusqu'à ce que le distributeur 19 soit à nouveau commuté. La figure 8 représente pour finir une pompe multicellulaire à palettes selon l'invention comportant des palettes ayant une section transversale qui est modifiée par rapport au mode de réalisation selon la figure 1 et qui a ici une forme d'S pour les deux palettes 4, 5 guidées dans leur fente commune 27. Comme on peut le voir sur le dessin, la zone médiane de la fente est symétrique par rapport à un plan axial, tandis que les parties élargies et débouchant sur la périphérie du rotor de la fente 27, sont décalées latéralement l'une par rapport à l'autre. Les nervures opposées 26 qui, en combinaison avec les nervures ou les têtes de crochets 7, situées à l'intérieur du rotor, des palettes 4, 5, forment les chambres de pression ou chambres des crochets 10, constituent la transition entre la partie symétrique et la partie décalée de la fente. Lors de leur déplacement dans la fente, les palettes 4, 5 glissent l'une sur l'autre par leurs surfaces 28, 29 tournées l'une vers l'autre, tandis que les nervures intérieures ou les tetes de crochets 7 des palettes 4, 5 glissent sur les parois latérales 30 de la fente. Du fait de la position et de la dimension de la chambre de 11 2583464 pression 10 en cas de palettes 5 entièrement sorties, la rainure circulaire 31, reliée au canal 9 de fluide sous pression, présente un très petit diamètre extérieur et peut, par conséquent, être remplacée par l'élargissement circulaire 13 de la figure 1. Comme en pareil cas rien n'est modifié au fonctionnement décrit, les palettes 4, , au lieu de la forme d'S représentée, peuvent aussi avoir une section transversale en forme de Z. Comme déjà décrit pour la figure 1, lors de l'établissement des dimensions des palettes, il convient de veiller ici aussi à ce que la longueur de la palette mesurée dans le sens du diamètre, plus l'épaisseur de la tête du crochet 8, mesurée dans le même sens, ne soit pas supérieure au diamètre du rotor. L'invention offre la possibilité d'enclencher ou de déclencher le fonctionnement de la pompe selon les paramètres de fonctionnement que l'on veut, en ce sens que l'on commande le distributeur pour la mise sous pression de la chambre des crochets en fonction de ces paramètres de fonctionnement. Si on utilise la pompe pour la production d'une haute pression, une sécurité contre une augmentation de pression inadmissible peut être assurée. Si on utilise la pompe pour la production d'une dépression, la pompe peut être arrêtée lorsqu'une dépression prédéterminée est atteinte. 12 2583464 REVENDICATIONS 1. Pompe multicellulaire à palettes, en particulier pompe à vide, comprenant deux ou plusieurs palettes déplaçables dans des fentes d'un rotor ainsi que des dispositifs pour limiter le déplacement radial des palettes, caractérisée par le fait que chacune des palettes (4,5), limitables dans leur déplacement, comprend une nervure (7) parallèle à l'axe sur l'une de ses surfaces latérales (11), que la surface latérale (11) munie de la nervure (7) glisse par sa zone située radialement vers l'extérieur sur une nervure opposée (26,44), que la nervure (7) et la nervure opposée (26,44) forment une chambre fermée (10) à volume variable qui, au cours d'une rotation du rotor, communique au moins par instants avec un raccord (9) de fluide sous pression sensiblement central, et que le raccord (9) peut recevoir un fluide sous pression. 2. Pompe selon la revendication 1, caractérisée par le fait que les nervures (7) sont respectivement disposées sur l'extrémité de la palette (4;5) qui se trouve dans le rotor (5). 3. Pompe selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que le raccord (9) de fluide sous pression peut être alimenté en fluide sous pression en fonction de la dépression ou de la surpression produite. 4. Pompe selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait qu'il est prévu deux ou plusieurs, de préférence- quatre, fentes (42) qui reçoivent respectivement une palette (45) et se terminent devant l'alésage central (32), que les différents palettes (43) comportent des nervures (7) à leurs extrémités situées à l'intérieur, et que les fentes (42) comportent des nervures opposées (44), les fentes (42) à palettes étant reliées à l'alésage central (32) par des canaux de raccordement (33). 5. Pompe selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que dans le rotor (3) sont installées deux palettes superposées (4,5) placées dans une fente commune (27), que les nervures (7) respectivement disposées sur l'extrémité de la palette qui glisse dans le rotor, sont aménagées sur le côté situé du côté opposé à l'autre palette, et que la fente du rotor à proximité du centre de celui-ci porte la nervure opposée (26). 6. Pompe selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que dans le rotor (3) sont installées deux palettes superposées (4,5) placées dans une fente commune (6), que les deux palettes (4,5) dans la zone de leur partie située dans le rotor (5) présentent respectivement une nervure (7), et que les nervures (7) des deux palettes (4,5) sont tournées l'une vers l'autre, la nervure (7) d'une palette (4;5) glissant sur le côté (11) tourné vers elle de l'autre palette (5;4) et que les deux nervures (7) forment entre elles une chambre de pression ou chambre de crochets (10). 7. Pompe selon la revendication (6), caractérisée par le fait que les nervures (7) des deux palettes (4,5) sont formées par la configuration en forme de crochets des extrémités des palettes se trouvant dans le rotor (3) et que les têtes des crochets- (7) forment entre elles une chambre de pression ou chambre de crochets dont la longueur se modifie constamment entre deux valeurs limites pendant la rotation du rotor (3). 8. Pompe selon la revendication 5 ou 6, caractérisée par le fait que le canal (9) de fluide sous pression au niveau d'une surface frontale du corps (1) de la pompe débouche dans un élargissement (13) et se trouve dans l'alignement de la chambre de pression (10) comprise entre les têtes de crochets (7) des deux palettes (4,5) de la pompe. 9. Pompe selon la revendication 8, caractérisée par le fait que les perçages (9) et le ou les élargissements (13) sont disposés concentriquement à l'axe du rotor. 10. Pompe selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisée par le fait que les palettes (4,5) de la pompe au niveau de leurs extrémités tournées vers la paroi intérieure (2) du corps sont munies de têtes de crochets ((8), les deux palettes (4,5) ayant une section transversale sensiblement en forme d'S ou de Z. 11. Pompe selon l'une quelconque des revendications 5 à 9, caractérisée par le fait que le canal (9) du fluide sous pression est prévu en tant que perçage axial dans l'arbre du rotor. 12. Pompe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que le rotor (3) comporte un alésage central (32) et qu'il est prévu des raccordements (33) avec la ou les fente(s) (42,27) du rotor. 13. Pompe selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée par le fait que la chambre des crochets (10) par l'intermédiaire d'un dispositif (22) commandé par des moyens connus, peut 2583464 alternativement recevoir de l'huile sous pression pour la rentrée des palettes (4,5;43) et être raccordée au réservoir (35) ou à une dépression pour leur sortie à la position de fonctionnement. 14. Pompe selon la revendication 19, caractérisée par le fait qu'un distributeur de commutation (19) à actionnement pneumatique (raccord de commande 23) (dispositif 22), en fonction de la dépression produite de la pompe, relie la chambre de crochets (10) alternativement au raccord de pression (16) (position I (20)) du distributeur pour la rentrée des palettes (4,5;43) et/ou au réservoir (35) ou au raccord de dépression (17) (position II (21)) du distributeur pour l'obtention de la position de fonctionnement.