Brevet FR2649164A1 — publié le 19910104

L'invention concerne une pompe à tiroir tournant pour la production d'une dépression et d'un vide. Les domaines d'application sont la production de vide pour les pompes à diffusion à huile et à mercure, pour le dégazage sous vide, le recuit et le frittage de métaux sous vide, le séchage sous vide, l'imprégnation sous vide, etc. Comme pompe à dépression, on peut l'utiliser pour amplifier la force de freinage de véhicules automo- biles. On connatt différents types de pompes à tiroir tournant ou à cellule semi-rotative, avec plusieurs fentes et deux tiroirs par fente de rotor, avec une fente et deux tiroirs ne se touchant pas, avec une fente et deux tiroirs glissant l'un sur l'autre et avec une fente et un tiroir d'une seule pièce, glissant sur toute la longueur de fente du rotor. Dans toutes ces réalisations, les bords du tiroir glissent en permanence sur la paroi intérieure de l'enveloppe, ce qui constitue une sollici- tation importante. Elles sont donc soumises à une forte usure. La chaleur de friction qui en résulte se répercute négativement sur le bilan énergétique. En raison de leur rapport favorable entre les diamètres de l'enveloppe et du rotor, les deux dernières réalisations citées ont un bon rapport masse-performances. La première réalisation a été décrite par exemple dans le DD-PS 223 773, F 04 C - 25/02, la deuxième réalisation dans les JP-PS 55-51110, 61-23394, 61-22152 et dans le EP 264778 A2, F 04 C - 18/344 ainsi que dans les DEOS 3 813 132, F 04 C - 18/344. Cette deuxième réalisation exige un profil particulier de la paroi intérieure de l'enveloppe afin de garantir un contact permanent entre les deux bords du tiroir et celle-ci. Le profil est une courbe fermée en soi qui satisfait à cette condition géométrique que toutes les sécantes passant par le centre du rotor ont la même longueur, cette longueur étant à peu près égale à celle du tiroir. Il diffère nettement d'un cercle. La fabrication d'une paroi intérieure d'enveloppe de ce type est onéreuse d'autant qu'elle doit se faire avec une grande précision afin de satisfaire aux exigen- ces d'étanchéité. La variation de vitesse du tiroir dans la fente n'est pas aussi uniforme que celle de tiroirs se trouvant dans une enveloppe cylindrique circulaire. De m- 8me, la résistance à la friction et le dégagement de chaleur du tiroir sont différents dans les différentes positions. Ce sont les principales raisons pour lesquel- les ces pompes ne tournent qu'à des vitesses relativement faibles, afin de limiter l'usure. Il en résulte que le rapport masse-performances est également insatisfaisant. L'invention a pour but d'abaisser le coût de la fabrication des pompes comportant un tiroir d'une seule pièce, de réduire l'usure du tiroir, ainsi que la consom- mation d'énercie et d'améliorer le rapport masse-perfor- mances. L'invention se propose de développer une pompe à tiroir tournant comportant un tiroir d'une seule pièce dont l'enveloppe peut être fabriquée à un coût réduit, qui présente une usure du tiroir ainsi qu'une consomma- tion d'énergie réduites et qui puisse fonctionner à de grandes vitesses. La solution à ce problème implique comme élément connu, un tiroir d'une seule pièce glissant sur toute la longueur de fente du rotor. Suivant l'inven- tion, on prévoit que l'enveloppe est un cylindre circu- laire, que la longueur du tiroir est légèrement supé- rieure à la plus petite sécante passant par le centre du rotor et au moins égale au double de la différence entre le diamètre de l'enveloppe et celui du rotor et que le tiroir est élastique en direction radiale. Diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent d'ailleurs de la description détaillée qui suit. Une forme de réalisation de l'objet de l'inven- tion est représentée, à titre d'exemple non limitatif, aux dessins annexés, auxquels: La figure 1 est une vue en coupe de la pompe tiroir tournant avec le tiroir en "position large", La figure 2 est une vue en coupe de la pompe A tiroir tournant avec le tiroir en "position étroite", La figure 3 est une vue de dessus du tiroir, La figure 4 est une vue en coupe le long de la ligne A-A de la figure 3. On n'a représenté que les éléments de la pompe essentiels à l'invention. La pompe est constituée d'une enveloppe 1, de deux flasques frontaux, d'un rotor 2 monté excentré dans l'enveloppe 1 avec un tiroir 4 d'une seule pièce, glis- sant dans sa fente 3. Dans le sens de rotation repré- senté, l'ouverture d'aspiration 5 se trouve à droite de la ligne de contact du rotor 2 avec l'enveloppe 1, et l'ouverture de refoulement 6 à gauche de cette ligne. La tubulure d'aspiration 7 est bridée sur l'ouverture d'aspiration 5 et la tubulure de refoulement 8 sur l'ouverture de refoulement 6. Le diamètre intérieur 9 de l'enveloppe 1 est nettement supérieur au diamètre 10 du rotor 2. L'envelop- pe 1, plus précisément sa paroi intérieure, est un cylindre circulaire. Le tiroir 4 est constitué des moitiés 11, 12 superposées qui, dans le domaine d'angle de rotation maximal, sont disposées légèrement décalées l'une par rapport à l'autre, en direction axiale et en direction radiale (figure 3). La moitié 11 possède un évidement 13, la moitié 12 un évidement 14. Les évidements 13, 14 sont alignés dans le domaine d'angle de rotation cité. On a ajusté dans ceux-ci un élément de liaison 15 élastique en caoutchouc (figure 4). La longueur 16 du tiroir est légèrement supérieure, dans le domaine d'angle de rota- tion cité, à la plus petite sécante passant par le centre du rotor, dans la "position étroite" du tiroir 4 (figure 2). Elle est égale au moins au double de la différence entre les diamètres 9, 10 de l'enveloppe 1 et du rotor 2. Pour les pompes de capacité de refoulement réduites et tournant à petite vitesse, le tiroir 4 peut aussi être entièrement réalisé dans un matériau élas- tique. Le fonctionnement de la pompe décrite repose essentiellement sur le principe des pompes à tiroir 4 tournant. Les différences par rapport aux pompes connues résultent de la construction d'un autre type du tiroir 4. Lorsque le rotor 2 tourne dans le sens de rota- tion représenté, le bord extérieur 17 du tiroir 4 est pressé, sous l'effet de la force centrifuge, contre la paroi intérieure de l'enveloppe 1 (figure 1). En revan- che, dans un domaine d'angle de rotation déterminé, le bord 18 opposé ne touche pas la paroi intérieure. Les deux bords 17, 18 ne touchent en même temps la paroi intérieure que dans un domaine d'angle de rotation de +/10 autour de la "position étroite" du tiroir 4 (figure 2). Chaque bord 17, 18 touche donc la paroi intérieure dans un domaine angulaire d'environ 200 _; dans un domaine angulaire d'environ 1600, ils se trouvent à une certaine distance de celle-ci. Pendant le glissement, les bords 17, 18 s'échauffent sous l'effet de la fric- tion_; dans le domaine d'angle de rotation suivant, sans contact, ils se refroidissent. L'échauffement et le refroidissement alternent constamment. La sollicitation du tiroir, l'usure et le contre-couple de rotation du rotor 2 sont donc inférieurs à ce qu'ils sont dans le cas d'un contact ininterrompu entre la paroi intérieure et les deux bords du tiroir. Le volume compris entre l'enveloppe 1 et le rotor 2 est partagé, dans le domaine d'angle de rotation plus grand, en un compartiment d'aspiration 19 et un comparti- ment de compression 20 (figure 1). Ce n'est que dans le domaine avoisinant la "position étroite" qu'il se forme brièvement un troisième volume 21 (figure 2). REVENDTCATIONS 1. Pompe A tiroir tournant comportant un tiroir d'une seule pièce, glissant sur toute la longueur de la fente du rotor, caractérisée en ce que l'enveloppe (1) est un cylindre circulaire, la longueur du tiroir (16) est légèrement supérieure à la plus petite sécante passant par le centre du rotor et au moins égale au double de la différence entre les diamètres (9, 10) de l'enveloppe (1) et du rotor (2) et en ce que le tiroir (4) est élastique en direction radiale. 2. Pompe A tiroir tournant selon la revendication 1, caractérisée en ce que le tiroir est totalement réalisé dans un matériau élastique. 3. Pompe A tiroir tournant selon la revendication 1, caractérisée en ce que le tiroir (4) est constitué de deux moitiés (11, 12) superposées qui sont maintenues ensemble par un ou plusieurs éléments de liaison (15) élastiques dans un ou plusieurs évidements (13, 14) opposés.