Brevet FR2575232A1 — publié le 19860627

- 25?52 PROCEDE DE FABRICATION D'UN ROTOR POUR POMPES ROTATIVES A FLUIDES La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication d'un rotor pour pompes rotatives à fluides, et plus particulièrement un procédé pour faire un rotor creux muni de gorges à ailette permettant un glissement sans heurt des ailettes. Récemment, pour des raisons d'économie d'énergie, on a cherché à abaisser le poids des pompes rotatives à fluides pour véhicules. On ne peut en réduire le poids sans substituer au rotor plein connu un rotor creux. Les inventeurs de la présente demande ont proposé un rotor facile à produire qui est composé d'un corps de rotor creux, de deux plaques latérales de chaque côté soudées aux deux côtés du corps et l'un ou l'autre des deux axes rotatifs fixés aux plaques latérales. Ce rotor a été décrit dans l'exposé JP A 59-155592. Cependant, le rotor peut faire problème dans la mesure o il n'est pas toujours facile de donner à la gorge à ailette une finition telle que l'ailette glisse sans heurt dans la gorge. La raison en est que la gorge à ailette n'est pas toujours réalisée dans le matériau approprié et qu'on ne peut aisément lui conférer une finition suffisante, parce qu'elle est partie intégrante du corps du rotor. La présente invention a pour but de surmonter le problème décrit cidessus et de présenter un procédé pour produire facilement un rotor d'un poids léger et -2- muni de gorges à ailette d'un finition suffisante pour permettre un glissement sans heurt des ailettes. Selon la présente invention, un élément formant gorge à ailette, en forme de U, est fabriqué séparément du corps du rotor. L'élément formant gorge à ailette peut être fait dans un matériau convenable présentant une finition permettant un glissement sans heurt de l'ailette; Par exemple, une plaque en acier est facilement formée en forme de U par pressage et finie par de simples étapes de finition pour améliorer les performances de glissement de l'ailette. Par usinage, on forme dans le corps cylindrique creux des fentes axiales sur toute la longueur, tandis que les deux plaques latérales présentent des fentes radiales. Les fentes axiales sur toute la longueur et les fentes radiales forment une pluralité de logements, chacun étant adapté pour recevoir un élément formant gorge à ailette, usiné séparément, lorsque le corps cylindrique et les deux plaques latérales sont assemblés pour former le corps du rotor. L'élément formant gorge à ailette est inséré dans le logement puis réuni au corps du rotor par brasage. Les fentes peuvent être réalisées après ou avant que le corps cylindrique et les deux plaques latérales ne soient assemblés. Lorsque les fentes sont formées après l'assemblage, le corps du rotor est fait d'un matériau cylindrique creux,, tel qu'un tube métallique ou analogue. Lorsque les fentes sont réalisées avant l'assemblage, le corps du rotor est fait d'une pluralité de plaques arquées qui sont produites à partir du même matériau cylindrique creux que lorsque les fentes sont formées après assemblage. -3- La plaque latérale et l'arbre rotatif peuvent être fabriqués séparément ou ensemble. Par exemple, les deux peuvent être réunis l'un à l'autre par soudure quand ils sont fabriqués séparément, Sinon, les deux sont moulés d'un seul tenant par coulée ou forgeage. Les deux plaques latérales peuvent être fabriquées séparément ou ensemble l'une avec l'autre, avec l'arbre rotatif. Les fentes axiales sur toute la longueur dans le corps cylindrique, de meme que les fentes radiales dans les deux plaques latérales sont d'une forme simple et facile à former par usinage. L'élément formant gorge à ailette, en forme de U, est facile à insérer dans le logement défini par les fentes à la fois dans le corps du rotor et dans les deux plaques latérales. L'élément formant gorge à ailette, une fois inséré dans la fente est réuni au corps cylindrique et aux deux plaques latérales par brasage. Il est facile d'apporter un matériau de brasage tel que de la soudure au cuivre ou autre dans les fentes sur les plaques latérales. Afin de faciliter l'apport du matériau de brasage entre l'élément formant gorge à ailette et le corps du rotor, l'élément formant gorge à ailette est fait en sorte que ses bords supérieurs dépassent légèrement de la surface extérieure du corps du rotor, le matériau de brasage étant disposé entre la surface périphérique du corps du rotor et les bords supérieurs qui dépassent. Les avantages offerts par la présente invention sont principalement dus au fait que l'élément formant gorge à ailette est fabriqué indépendamment du corps du rotor et peut être fait d'un matériau convenant pour une gorge à ailette, et que le procédé de fabrication est _4- relativement simple et efficace comparé aux procédés connus dans lesquels la gorge à ailette est formée comme partie intégrante du corps du rotor, et également que la gorge à ailette présente des caractéristiques de précision et de glissement supérieures. Le corps du rotor peut être d'une forme simple et aisé à fabriquer puisqu'il est séparé des gorges à ailettes. Le corps du rotor est aisé à réunir aux plaques latérales puisqu'il est de forme simple. L'élément formant gorge à ailette est facilement fabriqué par usinaqe puisqu'il présente une section uniforme en forme de U. L'élément formant gorge à ailette, fabriqué séparément, peut être fixé avec précision au corps du rotor par un procédé simple de brasage dans lequel l'élément formant gorge à ailette est inséré dans la fente du corps du rotor o des brasures ont été disposées préalablement, puis mis au four avec le corps du rotor. Par dessus tout, la présente invention fournit une méthode simple de fabrication d'un rotor creux présentant des performances de glissement des ailettes supérieures. Un moyen de mise en oeuvre de l'invention est décrit plus en détails cidessous, en référence au dessin qui illustre quelque forme d'exécution. Dans ce dessin: - la figure 1 est une vue en perspective des éléments à assembler au corps du rotor en conformité avec le procédé selon l'invention, - la figure 2 est une vue en perspective du corps du rotor construit à partir des éléments de la figure 1, - la figure 3 est une vue en perspective partiellement éclatée du corps du rotor muni des - 5 logements définis par les fentes recevant les éléments formant gorge à ailette, - la figure 4 est une vue en perspective du corps du rotor et des éléments formant gorge à ailette à insérer dans les logements du corps du rotor, - la figure 5 est une vue en perspective du rotor complet, - la figure 6 est une vue semblable à celle de la figure 1 mais dans une autre forme d'exécution, - les figures 7 à 9 sont des vues en coupe de différentes forme d'exécution, - la figure 10 est une vue semblable à celle de la figure 1 d'une autre forme d'exécution, et - les figures Il à 15 sont des vues en coupe d'autres formes d'exécution encore. Comme on le voit sur la figure 1, le rotor est construit à partir d'un corps cylindrique creux Il sous forme d'un tube en acier coupé et les deux plaques latérales 20,30 ont une forme de disque en acier qui présentent respectivement des alésages centraux 22,32 et des tôles annulaires 24,34. Une des plaques latérales 20 a son alésage central 22 fixé et soudé à un arbre rotatif 40, qui est d'un seul tenant et présente une partie intermédiaire plus épaisse 42 située entre ses deux extrémités 44,46. Cette partie intermédiaire a un diamètre qui correspondant au diamètre intérieur des alésages centraux 22,32 ménagés dans les deux plaques latérales 20,30. Le corps Il a ses deux plaques latérales ajustées sur les tôles annulaires 24,34 soudées sur les deux plaques latérales 20,30. L'arbre rotatif 40 a une de ses extrémités 46 insérée dans et soudée à l'alésage central 32 ménagé dans l'autre plaque latérale 20. Ainsi, - 6 les éléments mentionnés ci-dessus sont assemblés au corps du rotor 12 selon la figure 2. Le corps du rotor 12 de la figure 2 est formé par usinage pour obtenir le corps du rotor 12 de la figure 3 qui comprend avec quatre logements 50, chacun étant défini par des fentes radiales 25,35 ménagées dans les deux plaques latérales 20,30, des fentes axiales 15 sur toute la longueur ménagée dans le corps cylindrique 11, et une gorge 45, peu profonde, réalisée dans la partie plus épaisse 42 de l'arbre rotatif 40. Comme cela est indiqué par les flèches de la figure 4, les éléments 60 formant gorge à ailette en forme de U, fabriqués séparément, sont insérés dans leurs logements respectifs 50. Des plaques de cuivre non illustrées, servant de brasure, ont été préalablement placées dans les fentes radiales 25,35 des deux plaques latérales 20,30 et dans la fente peu profonde de l'arbre rotatif 40. L'élément 60 formant gorge à ailette est réalisé à partir d'une plaque d'acier par pressage, de façon à présenter une section transverse uniforme en forme de U. Quand l'élément 60 en forme de U est ajusté au corps du rotor, sa forme est telle que ses bords supérieurs dépassent légèrement de la surface extérieure du corps du rotor 12. La brasure est disposée le long des bords supérieurs dépassant de l'élément 60. Apres que l'élément formant gorge à ailette a été ajusté dans le logement, le corps du rotor est placé dans un four à brasage pour produire un rotor complet selon la figure 5. Avant d'être mis au four, le corps du rotor est perçé d'un évent 16 s'étendant de l'intérieur creux vers l'atmosphère, comme on le voit sur la figure 4. Sinon, le 7. brasage serait empêché par l'expension thermique de l'air ou des gaz à l'intérieur, produits par le flux résultant du brûlage de la soudure. Cependant, l'évent est de préférence colmaté après brasage. De la sorte, le rotor brasé ne nécessite rien de plus que des travaux de finition pour être muni des gorges à ailette dans laquelle les ailettes respectives glissent sans heurt. Comme on le voit sur la figure 6, les fentes ,25,35 peuvent être d'abord réalisées dans le corps cylindrique 11 et dans les plaques latérales 20, 30. Les fentes 15 sur toute la longueur sont réalisées par un procédé consistant à couper un tube d'acier en quatre parties semblables en forme d'arc correspondant & un cylindre fendu. Les fentes radiales 25,35 sont similaires à celles de la figure 3, sauf qu'elles ont été réalisées avant. De la sorte, on obtient le même rotor que celui de la figure 3 lorsque les parties en forme d'arc et les deux plaques latérales sont assemblées. La gorge peu profonde ménagée dans la partie plus épaisse de l'arbre rotatif peut être réalisé avant assemblage. Les étapes de fabrication après l'assemblage sont les mêmes que celles de la figure 4. Il y a diverses formes d'exécution respectivement au corps du rotor et aux plaques latérales, y compris l'arbre rotatif. Pour des faibles puissances, les arbres rotatifs droite et gauche 40,40 peuvent être séparés l'un de l'autre et fixes à leur plaque latérale respective 20,30 en sorte qu'aucun arbre rotatif ne passe à l'intérieur du rotor 10, comme cela est représenté à la figure 7. Comme on le voit à la figure 8, la plaque laterale 20 fait partie intégrante de l'arbre rotatif 40 auquel l'autre plaque latérale 30 est fixée par soudage L'arbre rotatif 40 présente une partie centrale 42 plus épaisse pour renforcer l'élément formant gorge à ailette qui est brasé dans la partie plus épaisse. Comme on le voit sur la figure 9, les deux plaques latérales 20,30 font partie intégrante de leurs arbres rotatifs respectifs 40,40, qui se rejoignent & l'intérieur du rotor 10. Les arbres rotatifs 40,40 ont une partie commune plus épaisse 42 pour renforcer l'élément formant gorge à ailette à l'intérieur du rotor 10. Comme on le voit sur la figure 10, les deux plaques latérales 20,30 et l'arbre rotatif 40, fabriqués préalablement d'une seule pièce, sont recouverts et soudés à une paire de corps semi-cylindriques 11,11. Comme on le voit sur la figure 11, un arbre creux 41 est ajusté dans les alésages centraux 22,32 des deux plaques latérales 20,30, qui ont été préalablement fixées au corps cylindrique 11. Puis, le corps cylindrique 11 est, facilement, muni de fentes pour y insérer les éléments formant gorge a ailette par usinage, puisqu'il n'y a pas d'arbre faisant saillie des deux côtés. L'arbre rotatif 40 est inséré dans le corps du rotor après que les fentes aient été réalisées. Le corps du rotor consiste en deux corps cylindriques 11,11 et un disque de renforcement central 42 comme on le voit sur les figures 12 à 15. Le rotor de 9- la figure 12 a un arbre rotatif 40 faisant'partie intégrante d'une des plaques latérales 20 et d'épaulements 46,47. L'autre plaque latérale 30 et le disque de renforcement 42 sont ajustés sur des épaulements respectifs 46,47 de l'arbre rotatif. Les deux corps cylindriques 11,11 sont réunis entre chaque plaque latérale 20,30 et le disque de renforcement 42. Le rotor de la figure 13 a un arbre rotatif 40 faisant partie intégrante du disque central de renforcement 42. Deux corps cylindriques 11,11 sont ajustés à l'opposé sur le disque de renforcement 42 avant la mise en place des deux plaques latérales 20,30 sur l'arbre rotatif 40. Les deux corps cylindriques 11,11 sont soudés tous deux au disque de renforcement 42 et aux plaques latérales 20,30. Le disque de renforcement 42 est formé de façon à avoir une partie centrale plus épaisse afin d'améliorer l'effet de renforcement, comme on peut le voir sur la figure 14. Le rotor de la figure 15 a un disque de renforcement 42 qui a été fabriqué séparément des deux arbres rotatifs 40,40 et présente un joint 43 pour relier entre eux les deux arbres rotatifs 40,40 et le disque de renforcement 42. Les deux plaques latérales 20,30 sont ajustées sur les arbres rotatifs respectifs 40,40 afin de fixer les deux corps cylindriques 11,11. - 10 - REVENDICATIONS 1. Procédé de fabrication d'un rotor (10) pour pompes rotatives à fluides consistant & - réaliser une pluralité de fentes (15,25,35) dans un corps cylindrique creux (11) et dans des plaques latérales (20,30), - assembler le corps cylindrique creux et les plaques latérales au corps du rotor (12) , et - insérer des éléments (60) en forme de U formant gorge à ailette, fabriqués séparément, dans des logements (50) respectifs définis par les fentes, afin de les fixer au corps du rotor. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps du rotor (12) présente un arbre rotatif (40) passant à travers les deux plaques latérales, l'arbre rotatif présentant une partie renforcée (42) dans sa partie médiane. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que les plaques latérales (20,30) et l'arbre rotatif (40) sont formés d'une seule pièce. 4. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'arbre rotatif (40) est fabriqué séparément, puis fixé aux plaques latérales (20,30). 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fentes 15, 25,35 sont formées après que le corps cylindrique creux et les deux plaques latérales (20,30) ont été assembles au corps du rotor (12). 6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les fentes (15, 25,35) sont formées avant que le corps cylindrique creux (11) et les plaques latérales (20,30) n'aient été assemblés au corps du rotor (12). 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'élément (60) en forme de U formant gorge à ailette est fixé au corps cylindrique creux (11) et aux deux plaques (20,30) par brasage. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'élément (60) en forme de U formant gorge à ailette est inséré dans son logement (50) dans lequel du matériau de brasage a été préalablement disposé. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'élément (60) en forme de U formant gorge à ailette a ses bords supérieurs débordant légèrement de la surface périphérique extérieure du corps du rotor (12) et qu'ils sont joints par l'intermédiaire d'un matériau de brasage. 10. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que le corps du rotor (12) est fabriqué à partir d'un cylindre creux. 11. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que le corps du rotor (12) est fabriqué à partir d'une pluralité de plaques arquées formant un cylindre fendu. - 12 - 12. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps du rotor (12) présente, avant que les éléments (60) en forme de U formant gorge à ailette ne soient brasés au corps du rotor, un évent qui s'étend de l'intérieur du corps du rotor vers l'atmoshpère.