Brevet FR2766881A1 — publié le 19990205

POMPE A VIDE POSSEDANT DES PALETTES La présente invention concerne une pompe à vide rotative avec des palettes, destinée à être utilisée dans des unités de servofrein de véhicules, auxquels la description qui suit va explicitement se référer sans en5 fournir une description détaillée. Pour dépressuriser les chambres d'unités de servofrein, il est connu d'utiliser des pompes à vide rotatives avec des palettes comprenant un corps creux entourant une assise intérieure, possédant son propre axe et un rotor avec des palettes logées à l'intérieur de cette assise et tournant autour d'un axe excentrique par rapport à l'axe de l'assise. L'assise est notamment entourée par une surface latérale coaxiale par rapport à son axe, les surfaces latérales des palettes du rotor glissant en contact avec elle, et par deux surfaces bloquées de base ou axiale à angle droit par rapport à l'axe de cette assise et coopérant chacune de manière à glisser avec des surfaces respectives frontale ou axiale des palettes. Les palettes divisent l'assise en deux chambres ou plus, de volume variable, chacune adaptée pour communiquer avec un conduit d'aspiration via un orifice d'aspiration et avec un conduit d'évacuation via un orifice d'évacuation. Comme on le sait, la performance des pompes à vide rotatives connues est étroitement liée à la précision des contacts par glissement entre les surfaces entourant les palettes et les surfaces entourant l'assise. Ceci signifie évidemment que les dimensions et les formes, à la fois du rotor et de l'assise doivent être fabriqués avec un degré élevé de précision. Entre autre chose, pour maintenir l'efficacité initiale et la fiabilité de la pompe à vide sensiblement inchangées au cours du temps, à la fois le rotor et le corps de maintien entourant l'assise doivent posséder une stabilité de forme optimale, notamment dans -2 - des conditions de température de fonctionnement variables, et une résistance à l'usure élevée. Pour ces raisons, les différents composants formant des pompes à vide connues sont normalement réalisés à partir de matériaux métalliques traités et usinés avec précision. Il en résulte que ces pompes à vide connues sont inévitablement très lourdes et présentent des coûts élevés de production et une efficacité de fonctionnement qui est sensiblement affecté par les conditions de fonctionnement10 et l'usure des éléments relativement mobiles. L'objet de la présente invention est de proposer une pompe à vide rotative avec laquelle il est possible de remédier aux inconvénients décrits ci-dessus, et qui est notamment simple et économique à fabriquer et extrêmement15 fiable et efficace en fonctionnement. La présente invention concerne ainsi une pompe à vide rotative, avec des palettes, comprenant un corps creux, une chambre formée à l'intérieur du corps creux et possédant un premier axe, cette chambre étant entourée par une surface latérale, coaxiale par rapport à ce premier axe et par une première surface de base, à angle droit par rapport à ce premier axe, un rotor logé à l'intérieur de cette chambre, de façon à tourner autour d'un deuxième axe, parallèle au premier axe, et comprenant au moins un couple de palettes radiales mobiles, coopérant de manière à glisser avec les surfaces latérale et de base, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre au moins un premier organe formant disque, disposé sur un côté axial opposé des palettes par rapport à la surface de base, et relié à cette surface latérale, de manière à glisser axialement et étanche aux fuites, pour définir une deuxième surface de base de la chambre, des moyens élastique de poussée étant constitués pour pousser axialement le premier organe formant disque en direction de la première surface de base et pour pousser les palettes entre les deux surfaces de base. -3 - L'invention va être décrite ci-après en se référant aux dessins annexés, qui montrent un mode de réalisation préféré de celle-ci, dans lesquels: - la Figure 1 est une coupe transversale d'un mode de réalisation préféré de la pompe à vide rotative selon la présente invention; - la Figure 2 est coupe transversale selon la ligne Il - II de la Figure 1. Dans les dessins annexés, on désigne en 1 une pompe à vide rotative avec des palettes, notamment pour une unité de servofrein (non représentée) d'un véhicule. La pompe à vide 1 comprend un corps la, que l'on réalise en matériau plastique, de préférence un polymère technique thermoplastique, qui comprend, à son tour, deux organes emboutis montrés en 2 et 3, parmi lesquels l'organe 2 possède une partie périphérique en plaque 2a adaptée pour être rigidement reliée à un corps de maintien bloqué (non montré) et une partie tubulaire intérieure 4 entourant une assise cylindrique possédant un axe 6. L'organe 3 comprend une partie formant coupelle 8, se déployant coaxialement par rapport à un axe 9 parallèle et excentrique par rapport à l'axe 6 (Figure 2), et un ensemble de saillies périphériques 10 reliée rigidement à la partie 2a par des vis respectives 11. La partie formant coupelle 8 possède une concavité tournée en direction de la partie 4 de l'organe 2 et comprend une paroi latérale cylindrique 12 coaxiale par rapport à l'axe 9 et une paroi de base 13 comprenant une saillie intérieure centrale 14 se déployant en direction de la partie 4 le long de l'axe 9. On garni intérieurement la paroi latérale 12 par une chemise métallique 15 entourée intérieurement par une surface cylindrique 16 coaxiale par rapport à l'axe 9. On loge un disque métallique 18 réalisé à partir d'une feuille métallique emboutie, qui se déploie coaxialement par rapport à l'axe 9 et défini, ensemble avec la paroi de base -4- 13 et une section d'extrémité de la chemise 15, une chambre 19 (Figure 1), à l'intérieur de la chemise 15 dans une position adjacente à la paroi de base 13 et isolée à partir de cette paroi de base 13. Le disque 18 comprend notamment une paroi plane 20 à angle droit par rapport à l'axe 9 et entourée par une surface intérieure 21 et un collier de guidage 22 solidaire de la paroi 20 et on le relie à la chemise 15 de manière à glisser axialement et étanche aux fluides. De nouveau en se référant à la Figure 1, on serre, entre les organes 2 et 3, un autre corps formant disque métallique 23, que l'on réalise à partir d'une feuille métallique emboutie, qui comprend une partie tubulaire 24 coaxiale par rapport à l'axe 6 se déployant dans un creux cylindrique 25 de l'assise 5 et une paroi annulaire 26 enfermant la partie tubulaire 24 et entourée intérieurement par une surface 26a. On loge la paroi 26 à l'intérieur d'une assise correspondante 27 agencée dans l'organe 2a, on la fait tenir dans cette assise 27 par une partie d'extrémité de l'organe 3 et elle comprend une partie annulaire intermédiaire 28 reliée à une section d'extrémité de la chemise 15 d'une manière étanche aux fluides. La chemise 15, le disque 18 et le corps 13 entourent les uns par rapport aux autres une chambre 30 pour un fluide logeant un rotor connu 31 avec des palettes. On réalise le rotor 31 à partir de matériau plastique et avantageusement à partir du même matériau que les organes 2 et 3, on le dispose coaxialement par rapport à l'axe 6 et il peut tourner autour de cet axe 6 sous la poussée de son arbre d'actionnement 32. L'arbre 32 vient en prise avec le corps tubulaire 24 et l'assise 5 de manière à tourner autour de l'axe 6, et possède une partie de liaison connue 33 faisant saillie extérieurement à partir de l'organe et adaptée pour être reliée à un arbre d'entraînement (non montré). De nouveau, en se référant à la Figure 2, le rotor 31 comprend un corps cylindrique 34 tangentiel à la surface 16 -5 ' de la chemise 15 et formé avec une rainure diamétrale 35. On met en prise la rainure 35 de manière à glisser avec les sections d'extrémité de deux palettes opposées connues 36, que l'on réalise également à partir de matériau plastique,5 font radialement saillie à partir du corps 34 et possèdent des surfaces latérales convexes respectives 37. Les surfaces 37 coopèrent de manière à glisser avec la surface 16 de la chemise 15 et on les maintient en contact avec cette surface 16 par un dispositif de poussée 38 que l'on connaît et que l'on ne décrit ainsi pas en détail. On lie axialement les palettes 36 par des surfaces frontales opposées respectives 39, qui se déploient à angle droit par rapport à l'axe 6 et que l'on relie de manière à glisser à la surface 21 du disque 18 et à la surface intérieure 26a du corps 23. On assure la stabilité de la liaison des surfaces 39 aux surfaces 21 et 26a par un dispositif élastique de poussée axiale 40 qui comprend, dans le mode de réalisation particulier illustré, un unique ressort de compression 41 interposé entre la paroi 13 et le disque 18 et claveté sur la saillie 14. La chambre 30 communique avec un conduit d'aspiration 42 et un conduit d'évacuation 43, via un orifice d'aspiration 44 et un orifice d'évacuation 45, tous deux définis par des ouvertures respectives ménagées dans le corps métallique 23. Comme le montre la Figure 1, le conduit d'aspiration 42 comprend notamment une première section d'entrée 42a obtenue à l'intérieur d'une douille de liaison 46 solidaire du corps 8 et réalisée à partir du même matériau que le corps 8, et une deuxième section 42b communiquant, d'une part, avec l'orifice d'aspiration 44 et, d'autre part, avec la section 42a via une valve d'aspiration connue 47 logée dans une assise 47a agencée dans la saillie 46. On entoure la deuxième section 42b, d'une part, par une partie rainurée 48 du corps métallique 23 logée dans une assise agencée sensiblement dans la partie 2a et, d'autre part, par la saillie 46 qui se déploie pour fermer la -6- partie rainurée 48 et communique avec la chambre 19 via un passage 48a. On obtient le conduit d'évacuation 43 à travers la partie intérieure 4 de l'organe 2 et il communique, d'une part, avec l'atmosphère et, d'autre part, avec l'orifice d'évacuation 45, via une valve d'évacuation 49, que l'on connaît et ainsi que l'on ne décrit pas en détail, et que l'on dispose immédiatement en aval de cet orifice d'évacuation 45, dans la direction de mouvement vers l'avant du fluide. On va apprécier, à partir de ce qui précède, que la pompe à vide 1 telle que décrite possède une efficacité et une fiabilité de fonctionnement qui restent inchangées même lorsqu'il existe des variations soit par l'usure des éléments relativement mobiles soit par des conditions de fonctionnement, notamment les conditions thermiques, dans lesquelles fonctionne la pompe à vide 1. Ceci est essentiellement dû à la présence du ressort 41 et du disque mobile 18 qui forment en pratique un dispositif destiné à rattraper à la fois le jeu résultant de l'usure des palettes 36, du corps 23 et du disque 18, et le jeu résultant des variations de dimension dues aux effets thermiques. Avec la communication de la chambre 19 avec le conduit d'aspiration 42 il est également possible d'améliorer l'étanchéité entre le disque 18 et la chemise 15. On va également apprécier à partir de ce qui précède, qu'avec les caractéristiques structurelles de la pompe à vide 1, telle que décrite, il est possible de constituer des pompes à vide compactes, dont le poids est bien inférieur à celui des pompes à vide connues. En comparaison avec les solutions connues, on réalise tous les éléments de la pompe à vide 1, mis à part la chemise 15, le disque 18 et le corps 23, à partir de matériau plastique. On va apprécier enfin à partir de ce qui précède, que l'on peut appliquer à la pompe à vide 1 telle que décrite, des modifications et des variantes qui ne sortent pas du 7 - champ de protection de la présente invention. Notamment, on peut supprimer le corps 23 et, dans ce cas, on pourrait directement relier les palettes 36 de manière à glisser à la partie de surface de l'organe 2 tournée vers la surface 21 du disque 18 et pousser encore contre cette partie de surface par l'action exercée par le ressort 41, qui pourrait continuer à procurer, ensemble avec le disque 18, une fonction de rattraper le jeu axial entre les éléments relativement mobiles. Dans ce cas, en outre, on doit réaliser l'organe 2 à partir d'un matériau possédant une résistance à l'usure élevée, qui rende possible, en même temps, d'offrir une liaison palette- stator avec un faible coefficient de friction. Cependant, on peut réaliser le corps 7 à partir de tous matériau15 plastique, puisque l'on résoudrait les problèmes liés à l'usure et au coefficient de friction avec les palettes 36 par la présence de la chemise 15. En outre, on pourrait remplacer le ressort 41 par un dispositif élastique de poussée différent, et à la fois le disque 18 et le corps 23 pourraient présenter des formes et des géométries autres que celles décrites, par exemple de sorte que l'on pourrait les adapter à une géométrie différente des organes 2 et 3. REVENDICATIONS 1. Pompe à vide rotative (1), avec des palettes, comprenant un corps creux (la), une chambre (30) formée à l'intérieur du corps creux (la) et possédant un premier axe (9), cette chambre (30) étant entourée par une surface latérale (16), coaxiale par rapport à ce premier axe (9) et par une première surface de base (26a), à angle droit par rapport à ce premier axe (9), un rotor (31) logé à l'intérieur de cette chambre (30), de façon à tourner autour d'un deuxième axe (6), parallèle au premier axe (9),10 et comprenant au moins un couple de palettes radiales mobiles (36), coopérant de manière à glisser avec les surfaces latérale (16) et de base (26a), caractérisée en ce qu'elle comprend en outre au moins un premier organe formant disque (18), disposé sur un côté axial opposé des15 palettes (36) par rapport à la surface de base (26a), et relié à cette surface latérale (16), de manière à glisser axialement et étanche aux fuites, pour définir une deuxième surface de base (21) de la chambre (30), des moyens élastique de poussée (41) étant constitués pour pousser axialement le premier organe formant disque (18) en direction de la première surface de base (26a) et pour pousser les palettes (36) entre les deux surfaces de base (26a, 21). 2. Pompe à vide selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens élastiques comprennent au moins un ressort de compression (41) serré entre une butée bloquée (13) portée par le corps creux (la) et le premier organe formant disque (18). 3. Pompe à vide selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que la première surface de base entoure intérieurement le corps creux (la). 4. Pompe à vide selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le corps creux (la) comprend des -9 - moyens de référence axiale (27), et en ce qu'il comprend, en outre, un deuxième organe formant disque (23) disposé sur un côté axial opposé des palettes (36) par rapport au premier organe formant disque (18) et en butée contre les5 moyens de référence axiale (27), ce deuxième organe formant disque (23) étant entouré par la première surface de base (26a). 5. Pompe à vide selon la revendication 4, caractérisée en ce que la chambre (30) communique avec un conduit d'aspiration (42) et avec un conduit d'évacuation (43), via un orifice d'aspiration (44) et, respectivement, un orifice d'évacuation (45), les orifices d'aspiration (44) et d'évacuation (45) étant ménagés à travers le deuxième organe formant disque (23). 6. Pompe à vide selon la revendication 5, caractérisée en ce que le deuxième organe formant disque (23) comprend une partie allongée (48) définissant au moins partiellement le conduit d'aspiration (42). 7. Pompe à vide selon la revendication 6, caractérisée en ce que le corps creux (la) comprend des premier (2) et deuxième (3) organes façonnés, reliés rigidement ensemble, le deuxième organe formant disque (23) se déployant entre ces deux organes façonnés (2, 3) et la partie allongée (48) du deuxième organe formant disque (23) étant fermée par l'un de ces organes façonnés (2, 3). 8. Pompe à vide selon l'une des revendications 4 à 7, caractérisée en ce que le deuxième organe formant disque (23) comprend un collier (24) coaxial par rapport au deuxième axe (6), et mettant en prise une assise (25), agencée dans le corps creux (la), et en ce qu'il comprend un arbre d'actionnement (32) pour le rotor (31) mettant en prise le collier (24) de manière à tourner autour du deuxième axe (6). - o10 - 9. Pompe à vide selon la revendication 7 ou 8, caractérisée en ce qu'elle comprend un assise (47a) agencée au moins partiellement dans l'un (3) des organes façonnés (2, 3) le long du conduit d'aspiration (42) et une valve d'aspiration (47) logée dans cette assise (47a). 10. Pompe à vide selon l'une des revendications 5 à 9, dépendantes de la revendication 5, caractérisée en ce que le corps creux (2) et le premier organe formant disque (18) entourent une chambre supplémentaire (19), et en ce qu'elle comprend un passage (48a) pour la communication de cette chambre supplémentaire (19) avec le conduit d'aspiration (42). 11. Pompe à vide selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la surface latérale (16) entoure intérieurement le corps creux (la). 12. Pompe à vide selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un corps tubulaire (15) se déployant coaxialement par rapport au premier axe (9) entre les surfaces de base (26a, 21), ce corps tubulaire (15) étant intérieurement entouré par la surface latérale (16). 13. Pompe à vide selon l'une des revendications 4 à 12, caractérisée en ce que l'on réalise le corps creux (la) et les organes formant disque (18, 23) à partir de matériaux différents. 14. Pompe à vide selon la revendication 13, caractérisée en ce que l'on réalise complètement le corps creux (la) à partir de matériau plastique. 15. Pompe à vide selon la revendications 4 ou 14, caractérisée en ce que l'on réalise les organes formant - il - disque (18, 23) et le corps tubulaire (15) à partir de matériau métallique.