Brevet FR2609117A1 — publié le 19880701

La présente invention est relative à un dispositif de lubrification par pression dthuile de pompes à vide à tiroirs rotatifs. Quel que soit leur domaine d'utilisation, toutes les pompes à vide de ce type peuvent être équipées du dispositif de lubrification par pression d'huile sui- vant l'invention. Des dispositifs de lubrification par pression d'huile pour pompes à vide rotatives sont décrits par exemple par les DE-OS 27 58 120, 28 57 494, 29 52 401 et par le DD-PS 223 329, tous de la classe F 04 C-29/02. Le principe de lubrification appliqué permet d'assurer le fonctionnement continu des pompes à vide dans le domaine du vide peu pous- sé et garantit une meilleure lubrification de toutes les pièces qui glissent. De plus, les pompes lubrifiées de cette manière exigent moins d'huile. Le DE-OS 31 50 000, F 04C- 27/02 décrit un circuit d'huile qui comprend le réservoir d'huile, le conduit d'aspiration, la pompe à huile, le conduit sous pression, des ramifications du conduit sous pression conduisant aux paliers, un étage de compression à l'extrémité du conduit sous pression et avant l'entrée dans la cavité de la pompe et des conduits ramenant au réservoir d'huile. L'étage de compression et/ou la zone d'entrée dans la cavité de la pompe ont la forme d'une buse, de sorte qu'une quantité d'huile déterminée est injectée dans l'es- pace d'aspiration du c8té compression. Par ailleurs, l'huile provenant des paliers de tourillons revient dans l'espace d'aspiration. L'amenée d'huile s'effectue donc exclusivement à l'extérieur sous l'action de la pompe à huile, sans inter- vention de la pompe à vide elle-même. L'alimentation en huile de la fente du rotor et des tiroirs est trop faible, de sorte que la lubrifica tion des tiroirs et l'étanchéité entre les tiroirs et la tente du rotor sont insuffisantes. De plus, il en résulte que l'action de refroidissement des huiles dans la fente en cas de forte compression et l'effet d'auto-nettoyage en cas d'utilisation industrielle intense sont trop faibles. Le but de l'invention est la mise au point d'un système de lubrification et d'étanchéité de la fente du rotor qui assure un effet de refroidissement suffisant en cas de for- te compression et l'effet d'auto-nettoyage de la fente du rotor par l'huile en cas d'utilisation industrielle intense. Ce but est la réalisation d'un dispositif de lubrification par pression d'huile de pompes à vide à tiroirs rotatifs qui, avec la participation de la pompe à vide elle-même, amène davantage d'huile dans la fente du rotor et, de ce fait, assure une meilleure lubrification des tiroirs, une meilleure étanchéité de la fente du rotor, un meilleur refroidissement en cas de forte compression et un effet d'auto-nettoyage en cas d'utilisation industrielle intense. Ce but est atteint, suivant l'invention, dans une pompe comprenant comme éléments connus une pompe à huile, un conduit d'aspiration dans le réservoir d'huile et un conduit sous pression aboutissant aux paliers de tourillons, du fait que le conduit sous pression est constitué par des secteurs réalisés dans les flasques, par des secteurs réa- lisés dans les tourillons et par un secteur réalisé dans la fente du rotor entre les tiroirs. Les secteurs réalisés dans les tourillons sont situés entre une ouverture du tourillon de palier ménagée dans son c8té frontal et débou- chant dans l'espace compris entre les tiroirs et une ouver- ture ménagée à la périphérie du tourillon. Les ouvertures ménagées à la périphérie du tourillon sont dans le même plan radial que les ouvertures réalisées près des tourillons dans les secteurs des flasques. Elles sont entourées de parties plates en retrait ménagées dans les tourillons. Pen- dant l'augmentation de l'espace compris entre les tiroirs, l'ouverture proche du tourillon qui est la plus proche de la pompe à huile dans le flasque est reliée à l'ouverture mé- nagée à la périphérie du tourillon correspondant. Pendant la diminution de l'espace compris entre les tiroirs, l'au- tre ouverture proche du tourillon ménagée dans l'autre flasque est reliée à l'ouverture ménagée à la périphérie du tourillon correspondant. Les coins intérieurs des tiroirs sont évidés. Le secteur du flasque le plus proche de la pompe à huile comporte une buse. Diverses autres caractéristiques de l'invention res- sortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'invention est représentée, à titre d'exemple non limitatifs, au dessin annexé. La fig. 1 est une coupe longitudinale d'une pompe à vide à tiroirs rotatifs munie du système de lubrification par pression d'huile suivant l'invention. La fig. 2 est une coupe suivant A-A de la fig. 1. La fig. 3 est une coupe suivant B-B combinée à une coupe C-C de la fig. 1. La fig. 4 est une coupe suivant C-C de la fig. 1 re- présentant des positions caractéristiques de tourillons et de tiroirs. a) début de l'arrivée b) fin de l'arrivée c) d) arrivée interrompue. La fig. 5 est une coupe suivant D-D de la fig. 1 re- présentant des positions caractéristiques de tourillons et de tiroirs. a) sortie fermée b) sortie fermée c) début de la sortie d) fin de la sortie. L'étage de pompe est disposé dans l'enveloppe 1 de ma- nière à Otre entouré partiellement par le réservoir d'hui- le 2. Il est constitué par l'enveloppe de pompe 3, par le rotor 4 qui y est placé d'une manière excentrée et comporte deux tiroirs rotatifs 6, 7 qui glissent dans sa fente 5 et par les flasques 8, 9. Le rotor 4 est monté, par l'intermé- diaire de ses tourillons 10, 11, dans les flasques 8, 9. L'espace de pompage ou d'aspiration qui subsiste entre l'enveloppe 3 de la pompe et le rotor 4 est subdivisé par les tiroirs 6, 7 en deux cellules de transport en forme de faucilles, c'est-à-dire en l'espace d'aspiration 12, qui est relié au conduit d'aspiration 13, et en l'espace de compression 14, qui est fermé par une soupape de sortie 16 placée dans le conduit de sortie 15. Pendant la rota- tion du rotor 4, ces deux cavités de transport changent constamment de section et, par conséquent, de volume. Le milieu qui doit être transporté, par exemple l'air, est comprimé dans l'espace de compression 14 et expulsé par la soupape de sortie 16. Le tourillon 11 est solidaire du ro- tor 17 de la pompe à huile 18 dont l'enveloppe est incor- porée au flasque 9. C'est également une pompe à tiroirs rotatifs. Son conduit d'aspiration 19 qui débouche au-des- sus du niveau d'huile est relié à un tube d'aspiration 20 dont l'ouverture d'entrée se trouve Juste au-dessus du fond de l'enveloppe à huile (fig. 2). Le conduit sous pression qui fait suite à l'espace de compression de la pompe à huile 18 comprend plusieurs secteurs qui se trouvent dans les flasques 8, 9, dans les tourillons 10, 11 et dans la fente 5 du rotor 4 et sont constitués généralement par des pièces partielles. Le secteur situé dans le flasque 9 est constitué par le conduit de sortie 21 qui fait partie de la pompe à huile 18, par une pièce partielle 22 et par une rainure 23 ména- gée dans un couvercle de liaison 24. Le conduit de sortie 21 et la pièce partielle 22 sont orientés verticalement. La pièce partielle 22 se trouve dans le plan de symétrie de l'enveloppe 3 de la pompe. Ses ouvertures supérieures ména- gées dans la paroi du flasque 9 sont recouvertes par le couvercle de liaison 24 et reliées l'une à l'autre par sa rainure 23. L'ouverture 26 ménagée dans la pièce partielle 22 à proximité du tourillon contient une buse 27. Un alé- sage fait communiquer la pièce partielle 22 avec la soupape de surpression 28. Le secteur situé dans le tourillon 11 est constitué par un alésage radial 29 ménagé dans le plan de la pièce partielle 22 et par un alésage axial 30 réalisé dans l'axe du rotor ou du tourillon. L'ouverture 31 de l'alésage ra- dial 29 réalisé à la périphérie du tourillon est entourée par une partie en retrait plane 32. L'ouverture 33 de l'alésage axial 30 se trouve au niveau du côté frontal du tourillon 11 à proximité de l'espace 34 compris entre les tiroirs. Le secteur suivant est constitué par l'espace 34 compris entre les tiroirs dans la fente 5 du rotor. Les quatre coins intérieurs des tiroirs 6, 7 comportent des évidements en forme de goulots. Le secteur réalisé dans le tourillon de palier 10 est également constitué par un alésage radial 35 et par un alésage axial 36 ménagé suivant l'axe du rotor ou du tou- rillon. L'ouverture 37 de l'alésage axial 36 se trouve du côté frontal du tourillon 10 à proximité de l'espace 34 compris entre les tiroirs. L'ouverture 38 de l'alésage radial 35 ménagé à la périphérie du tourillon est entourée par une partie rentrante plate 39. Le secteur situé dans le flasque 8 est constitué par un alésage de sortie 40 ménagé dans le plan de symétrie de l'enveloppe 3 de la pompe. Cet alésage comporte une ouver- ture 41 à proximité du tourillon et, dans une pompe à deux étages, est relié à l'autre étage de la pompe par un alésage latéral 42 pour le raccord d'un conduit d'huile. L'alésage ménagé dans le tourillon 10 est dans le plan de l'alé- sage de sortie 40. Les alésages 29, 35 erientés dans le sens radial ména- gés dans le tourillon de palier 11, 10 sont décalés l'un par rapport à l'autre de 90 . L'alésage 29 forme avec le plan de symétrie 25 de la fente 5 du rotor un angle de 22,50 dans le sens des aiguilles d'une montre. Par contre, l'alésage 35 orienté dans le sens radial fait avec le plan de symétrie 25 un angle de 67,50 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Le dispositif de lubrification par pression d'huile qui vient d'&tre décrit fonctionne de la manière suivante: La pompe à huile 18 aspire, par le tube d'aspiration et par le conduit d'aspiration 19, de l'huile provenant du réservoir d'huile 2 et l'envoie dans le conduit sous pression constitué par les secteurs définis ci-dessus. Il n'en résulte, d'après l'invention, aucun courant l'huile continu, car les secteurs du conduit sous pression, ne sont pas constamment reliés les uns aux autres. Dans les secteurs situés dans les tourillons 11, 10, dans l'espace 34 situé entre les tiroirs et dans le secteur situé dans le flasque 8, l'huile s'écoule par à-coups. Ce résultat est dé au fonctionnement de la soupape dans des secteurs situés dans les tourillons 10, ll et à l'action de pompe des tiroirs 6, 7 dans la fente de rotor 5. Pendant l'admission (fig. 4a, 4b), l'espace 34 qui est compris entre les tiroirs et qui augmente de volume est relié, par l'intermédiaire de l'alésage 30, de l'alésage radial 29 et de la partie rentrante plate 32, à la pièce partielle 22. A l'action de cempression de la pompe à huile se superpose l'action d'aspiration, de même effet, des ti- roirs 6, 7, ce qui amène beaucoup d'huile dans la fente 5 du rotor. Lorsque le rotor 4 et les tourillons de palier , 11 continuent à tourner, l'huile est refoulée dans l'es- pace 34 qui se trouve entre les tiroirs et qui diminue de volume, de sorte qu'elle pénètre dans les fentes comprises entre les tiroirs 6, 7 et la fente 5 du rotor. Ce processus s'interrompt lorsque l'espace 34 compris entre les tiroirs se trouve relié, par l'intermédiaire de l'alésage axial 36, de l'alésage radial 35 et de la partie rentrante plate 39, avec l'alésage de sortie 40 (fig. 5c, 5d). Les tiroirs 6, 7 refoulent alors l'huile de l'espace 34 compris entre les tiroirs dans ces secteurs. De ce fait, l'huile sort de l'alésage de sortie 40 et revient au réservoir d'huile 2. L'entrée et la sortie de l'huile s'effectuent prati- quement au cours d'un tiers de rotation du rotor 4. Pendant les deux autres tiers de la rotation, le conduit sous pression est fermé et il ne s'y produit aucune cir- culation d'huile. La répartition des ouvertures 26, 41 de la pièce par- tielle 22 et de l'alésage de sortie 40 ainsi que des ou- vertures 31, 38 des alésages 29, 35 orientés dans le sens radial garantit une lubrification constamment excellente des tourillons 10, 11. L'huile en excès sort au niveau des extrémités des paliers et va dans l'espace d'aspiration 12, 14 dans le réservoir d'huile 2 et également dans la pompe à huile 18. L'huile qui arrive dans l'espace d'aspi- ration coopère avec l'huile refoulée de la fente 5 du rotor par les tiroirs 6, 7 pour assurer la lubrification des surfaces frontales du rotor et des tiroirs ainsi que des bords longitudinaux des tiroirs. L'huile assure en même temps l'étanchéité de l'espace d'aspiration 12 par rapport à l'espace de compression 14 et un refroidissement des pièces qui glissent les unes par rapport aux autres. L'huile en excès revient, par le conduit de sortie 15 et par la soupape de sortie 18, dans le réservoir à huile 2. En choisissant convenablement la buse 27 et la lon- gueur tangentielle de la partie rentrante plate 32, il est possible de régler la quantité d'huile passant au stade d'arrivée. De même, en choisissant convenablement la lon- gueur tangentielle de la partie rentrante plate 39, il est possible de régler la quantité d'huile passant dans l'alé- sage de sortie 40. REVENDICATIONS 1 - Système de lubrification par pression d'huile pour pompes à vide à tiroirs rotatifs qui comporte une pompe à huile, un conduit d'aspiration dans le réservoir d'huile et un conduit sous pression aboutissant aux paliers de tourillons, caractérisé en ce que le conduit sous pres- sion est constitué par des secteurs (40, 21, 22, 23) réali- sés dans les flasques (8, 9), par des secteurs (35, 36, 29, 30) réalisés dans les tourillons (o10, 11) et par un secteur (34) situé dans la fente (5) du rotor entre les tiroirs (6, 7), que les secteurs (35, 36, 29, 30) réalisés dans les tourillons (10, 11) sont compris entre une ouver- ture (37, 33) ménagée du c8té frontal des tourillons (10, 11) et débouchant dans l'espace (34) compris entre les ti- roirs et une ouverture (38, 31) ménagée à la périphérie du tourillon, l'ouverture (31, 38) ménagée à la périphérie du tourillon étant dans le même plan radial que les ouver- tures (26, 41) réalisées à proximité des tourillons dans les secteurs (22, 40) dans les flasques (9, 8) et étant entourées de parties rentrantes plates (32, 39), l'ouver- ture (26) réalisée à proximité des tourillons dans le flas- que (9) qui est le plus proche de la pompe à huile (18) dans le canal sous pression étant, pendant l'augmentation du volume (34) comprise entre les tiroirs, reliée à l'ouver- ture (31) ménagée à la périphérie du tourillon (11) corres- pondant tandis que l'autre ouverture (41) réalisée à proxi- mité des tourillons dans l'autre flasque (8) est, pendant la diminution du volume (34) comprise entre les tiroirs, reliée à l'ouverture (38) ménagée à la périphérie du tou- rillon de palier correspondant (10), les coins intérieurs des tiroirs (6, 7) étant évidés et le secteur (22) situé le plus près de la pompe à huile (18)-comportant une buse (27). 2 - Système de lubrification par pression d'huile selon la revendication 1, caractérisé en ce que les secteurs (40o, 22) réalisés dans les flasques (8, 9) se trouvent dans le plan de symétrie de l'enveloppe (3) de la pompe et que les secteurs réalisés dans les tourillons (10, 11) sont constitués par un alésage radial (35, 29) et par un alésage axial (36, 30). 3 Système de lubrification par pression d'huile selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'alésage radial (29) qui se trouve le plus près de la pompe à huile (18) dans le canal sous pression est décalé de 22,50 dans le sens des aiguilles d'une montre par rap- port au plan de symétrie (25) de la fente (5) du rotor et que l'autre alésage radial (35) est décalé de 67,50 dans le sens inverse des aiguilles d'une montre par rapport à ce plan de symétrie (25). 4 - Système de lubrification par pression d'huile selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le secteur qui est relié à la pompe à huile (18) est réali- sé dans le flasque (9) qui contient la pompe à huile (18) est constitué par le conduit de sortie (21) de la pompe à huile (18), par une rainure (23) ménagée dans un couvercle de liaison (24) fixé sur le flasque et par une pièce par- tielle (22). - Système de lubrification par pression d'huile selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que dans une pompe à deux étages, le secteur (40) situé dans l'autre flasque (8) comporte un alésage latéral (42) pour le raccord d'un conduit d'huile au deuxième étage de la pompe.