Brevet FR2802984A1 — publié le 20010629

La présente invention concerne une pompe à vide, en particulier pour des installations de freins assistés de véhicules ' moteur, appelés simplement véhicules dans ce qui suit. Elle inclut un rotor susceptible d'être entraîné au moyen duquel au moins une ailette peut être déplacée en rotation dans un carter. L'invention concerne aussi un procédé fabrication d'une pompe, en particulier d'une pompe à vide. On connaît déjà des pompes à vide du type cité ci-dessus. Elles sont par exemple utilisées pour des installations de freinage assisté dans un véhicule et comportent un rotor qui peut être mis en rotation à l'aide d'un entraînement. Le rotor agencé dans un carter est en prise avec au moins une ailette d'acier, qui glisse le long d'une bague profilée, lorsque le rotor tourne. Le rotor se compose de plusieurs éléments individuels sont connectés entre eux de façon démontable. De telles pompes à vide sont connues. document allemand DE 87 00 135 U 1 décrit par exemple une pompe dont le rotor est en céramique ou en béton polymère ; le document allemand DE 23 48 441 A1 décrit une pompe dont le rotor est en graphite artificiel, et les deux documents allemands DE GM 19 56 184 et DD 1 55 102 décrivent chacun une pompe à rotor, à revêtement partiel métallique ou non métallique. Il s'est avéré que le moment d'inertie du rotor est élevé, en raison du poids de ce dernier, de sorte que la pompe à vide exige une puissance élevée indésirable. En outre, tout l'entraînement de pompe est fortement sollicité. De plus, la structure du rotor est massive et complexe, donc onéreuse, et les coûts de fabrication du rotor sont en outre élevés entre autres en raison de l'usinage, ou usinage final, nécessaire par enlèvement de copeaux. C'est donc le but de la présente invention que de fournir une pompe à vide du type mentionné dans l'introduction et procédé de fabrication de rotor, qui évitent ces inconvénients. Ce but est atteint selon l'invention par pompe à vide incluant un rotor susceptible d'être entraîné au moyen duquel au moins une ailette peut être déplacée en rotation dans un carter, caractérisée en ce que le rotor et/ou l'ailette sont/est en aluminium ou en un alliage d'aluminium. Par rapport à des rotors connus, le poids du rotor et l'ailette est faible. La puissance exigée par la pompe est donc réduite en raison du faible moment d'inertie du rotor et de l'ailette guidée à coulissement préférence dans une fente du rotor, qui peut, à l'état monté, former un module avec le rotor. Il important de constater que la puissance exigée par pompe à vide peut déjà être réduite lorsque seul le rotor, ou seule l'ailette, est en aluminium en un alliage d'aluminium. Selon une modalité de l'invention, le rotor et/ou l'ailette sont d'un seul tenant. Ceci permet une fabrication simple et économique. Réaliser d'un seul tenant le rotor et de l'ailette permet en outre une structure compacte de sorte que l'encombrement nécessaire pour la pompe à vide, en particulier sa hauteur, peut être réduit. Selon une modalité de l'invention, le rotor est fabriqué par formage sans enlèvement de copeaux, c'est-à-dire qu'aucun enlèvement de copeaux n'est nécessaire dans 1a fabrication ou l'usinage du rotor, alors serait par exemple le cas lors d'un fraisage, d'une rectification ou similaire rotor, qui est par exemple fabriqué par coulée, forgeage, fluage, dressage et/ou séparation par détachement, peut donc être fabriqué de façon simple. Lors du formage du rotor sans enlèvement de copeaux, en particulier lors d'un formage fluage, des tolérances étroites peuvent être réalisées sorte qu'il est éventuellement possible d'omettre un usinage mécanique final, en particulier enlèvement de copeaux. Un usinage final du rotor, après son formage, est évidemment possible aussi, par exemple en y ménageant encore, si nécessaire, des alésages transversaux ou similaires. Dans un exemple de réalisation préféré, le rotor est fabriqué par formage par fluage. Un formage par fluage à froid permet de bénéficier de l'avantage que le rotor peut être fabriqué en une seule étape. Le formage par fluage à chaud, en revanche, offre les avantages de réaliser un rotor fini moins à peu près exempt de pores et de pouvoir être utilisé aussi dans le cas d'un alliage d'aluminium à teneur élevée en silicium. Dans un exemple de réalisation avantageux de la pompe à vide, il est prévu de fabriquer au moins une partie du carter en aluminium ou en un alliage d'aluminium. Ceci permet de réduire encore le poids de la pompe à vide. carter se compose d'au moins un élément de carter et d'un couvercle qui ferme l'élément de carter, l'élément de carter et le couvercle pouvant tous deux etre fabriqués en aluminium ou en un alliage d'aluminium. Un autre exemple de réalisation préféré de la pompe à vide se caractérise par le fait que le rotor et/ou l'ailette comportent/comporte au moins une cavité ` bord ouvert. Ménager des cavités dans le rotor ou dans l'ailette permet de réaliser des parois minces sans difficulté. Par rapport à un rotor connu aluminium ou en alliage d'aluminium qui est donc de toute façon léger, ceci réduit encore le poids de ce dernier. La forme et les dimensions de l'espace creux peuvent être pratiquement sélectionnées @ volonté. Il est en particulier important que les parois du rotor qui subsistent soient suffisamment épaisses pour exclure toutes défaillances. Selon un autre exemple de réalisation de la pompe à vide, le rotor et/ou l'ailette comportent au moins une paroi fermée de tracé transversal ou sensiblement transversal à son axe longitudinal. Dans le cas d'un rotor qui comporte plusieurs cavités, ceci garantit qu'il est impossible que de l'air parvienne dans la pompe à vide à partir du côté entrée, travers le rotor. En raison de la paroi fermée, aucun joint étanche additionnel n'est donc nécessaire. Dans le cas de l'ailette, la paroi fermée évite court-circuit, c'est- à-dire une connexion de fluide entre une zone de pression et une zone d'aspiration de la pompe à vide. Selon un mode de réalisation préféré, le rotor et/ou l'ailette sont/est anodisés. Ceci permet d'éviter une usure du rotor ou de l'ailette. Un soudage à froc peut en outre être évité lorsque le carter qui reçoit le rotor en aluminium ou en alliage d'aluminium ou lorsque le couvercle qui ferme l'espace de pompe recevant le rotor et contre lequel le rotor est frontalement en butée, est en aluminium. Dans la mesure où le carter de la pompe à vide ou le couvercle qui ferme l'espace de pompe est en matière plastique, aucune anodisation du rotor et/ou de l'ailette n'est nécessaire. Le carter qui de préférence n'est pas anodisé, et qui est plus tendre que le rotor ou l'ailette anodisé, présente de bonnes propriétés de roulement. Selon une modalité de l'invention, le rotor peut être sollicité selon un certain couple, par l'intermédiaire d'un accouplement, par un moteur à combustion, en particulier par un arbre à cames du moteur à combustion d'un véhicule qui est par exemple un camion, un navire ou un véhicule ferroviaire. En raison du faible moment d'inertie du rotor, il n'est pas nécessaire que l'arbre cames sort durci, de sorte que les coùts de la pompe et de son entraînement peuvent être réduits. Selon un exemple préféré de réalisation de la pompe à vide, l'accouple ment comprend une fente dans laquelle pénètre un élément d'entraînement. Selon variante de réalisation, l'accouplement comporte un taquet d'entraî nement qui pénètre dans une fente correspondante de l'élément d'entraîne ment. Dans un cas comme dans l'autre, un accouplement entre la pompe à vide et l'entraînement peut être réalisé de façon simple. Selon un deuxième aspect, l'invention réalise de façon plus générale une pompe à vide en particulier pour freins assistés de véhicu , incluant un rotor susceptible d'être entraîné au moyen duquel au moins une ailette peut être déplacée en rotation dans un carter. Selon un troisième aspect, l'invention fournit un procédé de fabrication d'un rotor pour une pompe, en particulier une pompe à vide, caractérisé en ce que le rotor et/ou l'ailette en aluminium ou en alliage d'aluminium sont/est fabriqués par formage sans enlèvement de copeaux. Le rotor et l'ailette, qui sont n poids faible, peuvent donc par exemple être fabriqués par un formage d'origine comme une coulée et/ou par une déformation comme un forgeage, un usinage à la presse, un dressage et une séparation par découpe ou détachement ou similaire. Le rotor et éventuellement aussi l'ailette sont alors finis préférence en totalité, mais au moins dans une large mesure. S'il faut un usinage par copeaux, par exemple un fraisage, un alésage ou similaire, il s'agit préférence d'un travail de faible importance. Le rotor et l'ailette sont de préférence configurés de façon à être prêts au montage après l'étape ou les étapes de formage et à n'exiger aucun usinage par copeaux. Dans un mode de réalisation particulièrement préféré du procédé, le rotor fabriqué par formage par fluage, à chaud ou à froid. Dans le cas d'un formage par fluage, le rotor est fabriqué à partir d'une ébauche au moyen d'un poinçon et d'une matrice, de préférence en une étape de travail. L'ébauche du rotor peut être introduite à l'état froid ou l'état chauffé à travers la fente qui sépare le poinçon et la matrice, et est déformée par dépassement de sa limite apparente d'élasticité. La fabrication du rotor peut être particulièrement économique. Selon un quatrième aspect, l'invention fournit, de façon plus générale, un procédé de fabrication d'un rotor pour une pompe, en particulier pour une pompe à vide qui présente l'une quelconque des modalités précédentes. Les buts, particularités et avantages de la présente invention exposés ci- dessus ainsi que d'autres ressortiront davantage de la description qui suit de modes de réalisation préférés en conjonction avec les dessins dans lesquels - La Figure 1 représente une vue en coupe longitudinale d'un exemple de réalisation d'un rotor de pompe ; - la Figure 2 représente une vue de face du rotor son côté frontal opposé à un entraînement ; - la Figure 3 représente une vue de face sur le côté frontal du rotor tourné vers l'entraînement ; - la Figure 4 représente une vue en coupe longitudinale du rotor selon la ligne de coupe B-B représentée à la Figure 2 ; - la Figure 5 représente une vue en coupe longitudinale du rotor selon la ligne coupe A-A représentée à la Figure 2 ; - La Figure 6 est une représentation à plus grande échelle de la zone X du rotor, représentée à la Figure 4 ; - la Figure 7 représente une vue en coupe longitudinale du rotor selon la ligne de coupe D-D représentée à la Figure 6 ; - la Figure 8 est une vue de côté du rotor conforme aux Figures 1 à 8 ; - les Figures 9 et 10 sont chacune une représentation en perspective du rotor ; et - les Figures 11 et 12 sont chacune en vue en perspective d'un exemple de réalisation d'une ailette qui coopère avec le rotor. Dans tous les exemples de réalisation du rotor 1 de pompe à vide qui sont décrits dans ce qui suit, le rotor 1 est réalisé d'un seul tenant en aluminium ou en un alliage d'aluminium. De façon préférée, le rotor 1 peut être fabriqué par formage sans enlèvement de copeaux, en particulier par formage par fluage. La Figure 1 représente une vue en coupe longitudinale du rotor 1 est destiné à une pompe à vide non représentée et comporte une fente trans versale 3. La surface extérieure du rotor 1 est de configuration cylindrique. La fente 3, de tracé transversal à un axe longitudinal 5 qui est aussi l'axe de rotation du rotor 1, sert à recevoir une ailette non représentée peut coulisser à l'intérieur de la fente 3 en direction diamétrale. Dans cet exemple réalisation, la fente 3 est ménagée à partir du côté frontal 7 opposé à l'entraînement du rotor 1, c'est-à-dire que son bord est ouvert. L'entraîne ment du rotor 1 consiste, par exemple, en un arbre d'entraînement non représenté, qui peut être sollicité par un couple et qui est, par exemple, un arbre à cames d'un moteur à combustion d'un véhicule. 11 est évidement possible aussi que le rotor 1 puisse être entraîné par un moteur électrique, un entraînement à courroie ou similaire. Une première partie longitudinale 1 1 du rotor 1 qui est de configuration sensiblement cylindrique circulaire, sert de palier 3 du rotor 1, logé ici sur un seul côté donc en porte-à-faux. C'est de préférence un palier coulissant est prévu comme type de palier. Au palier 13 se raccorde une deuxième partie longitudinale 15 de diamètre plus grand qui est traversée - selon vue perpendiculaire à l'axe longitudinal 5 - par la fente 3 destinée à l'ailette ainsi 'il ressort des Figures 2 et 3 qui représentent respectivement une de face du côté frontal 7 du rotor 1 et une vue de face du côté frontal 17, de ce meure rotor, qui est tourné vers l'entraînement. Comme représenté aux Figures 1 et 2, une cavité 19 est ménagée dans la surface frontale 9 du rotor 1 ou - suivant le type de fabrication du rotor 1 la surface frontale 9 du rotor 1 comporte une cavité 19, qui consiste ici en un alésage à gradins. L'espace creux 19 sert à réduire le poids du rotor et donc le moment d'inertie de celui-ci. L'alésage à gradins ménagé de façon concen trique à l'axe longitudinal 5 s'étend sur toute la deuxième partie longitudinale 15 jusqu'au palier 13. Dans un autre exemple de réalisation non représenté, le rotor comporte plusieurs cavités. Indépendamment du nombre, des dimensions et de la forme des cavités, le rotor ne comporte de préférence que des parois très minces, mais d'une épaisseur cependant suffisante pour exclure toutes défaillances du rotor. Sur le côté frontal 17 du rotor 1 qui est tourné vers l'entraînement, une fente 23 est ménagée dans une surface frontale 21 ou surface frontale 21 comporte la fente 23, qui sert à recevoir un élément d'entraînement non representé, de préférence à configuration bombée. L'élément d'entraînement est inséré ou enfoncé dans la fente 23 et peut être tenu dans la fente 23 par le fait le rotor 1 est pincé dans la zone d'extrémité de partie longitudinale 11 tournée vers le côté frontal 17, dans la zone de configurations incurvées 2 5 et qui se font face, et qu'il est ainsi déformé façon permanente. L'élément d'entraînement peut faire partie d'un accouplement et sert alors à transmettre un couple, de l'entraînement au rotor 1. L'accouplement entre le rotor 1 et l'entraînement peut évidemment aussi être configuré différemment. Par exemple, le rotor peut comporter, au lieu de la fente 23, un taquet d'entraînement comme un corps cylindrique à deux méplats opposés qui est enfoncé dans une fente ménagée dans l'élément d'entraînement. Les Figures 4 à 10 représentent d'autres vues du rotor 1 décrit à l'aide des Figures 1 à 3. Des éléments similaires sont désignés par les mêmes références, de sorte qu'il y a lieu, pour ces Figures également, de se référer à la description des Figures précédentes. En raison de la forme et de la configuration du rotor 1, celui-ci peut être fabriqué de façon simple et économique par formage sans enlèvement de copeaux, sans exiger aucun usinage final par enlèvement copeaux. Fabriquer le rotor 1 par formage par fluage permet d'atteindre des tolérances étroites sans exiger aucun usinage mécanique final du rotor. La Figure 11 est une représentation en perspective d'un exemple de réalisation d'une ailette 29 d'un seul tenant en aluminium ou en un alliage d'aluminium qui peut être insérée dans la fente 3 du rotor 1. La section en coupe transversale de l'ailette 29 est rectangulaire. Dans chacune de ses surfaces frontales 31 et 33 est ménagée une rainure 35 dont le tracé est transversal à l'extension longitudinale de l'ailette 29 et qui sert à recevoir un joint étanche non représenté. L'ailette 29 s'appuie, par les surfaces frontales 31, 33 ou par des joints étanches prévus dans les encoches 35, la surface périphérique intérieure d'une bague profilée limite un espace de pompe. L'ailette et les joints permettent d'éviter un court-circuit entre zone d'aspiration et une zone de pression de l'espace pompe. Dans chacune des surfaces frontales 31 et 33 de l'ailette 29 est ménagé un 'dement 37 ou 39, dont la section en coupe transversale est rectangu laire dans le cas présent et qui sert, entre autres, à réduire le poids l'ailette et donc son moment d'inertie et à réaliser des épaisseurs minces de parois afin que l'ailette soit plus facile à fabriquer par formage par fluage, par coulée ou similaire, ou qu'elle puisse, au début, être fabriquée de cette manière. Les évidements 37 et 39 sont séparés l'un de l'autre par une paroi 4 de tracé transversal à l'axe longitudinal de l'ailette 29. 11 n'existe donc aucune connexion de fluide entre les évidements 37 et 39. La Figure 12 représente un autre exemple de réalisation de l'ailette 29 qui se distingue en particulier de l'ailette représentée à fa Figure 1 1 par le fait qu'elle sensiblement plus large et que deux évidements 37, 37' ou 39, 39' sont ménagés dans chacune de ses surfaces frontales 31, 33 ; des évidements 37, ou 37' et 39' qui se font face sont respectivement séparés par une paroi fermée 41 ou 41', de tracé transversal à l'axe longitudinal de l'ailette. Le procédé de l'invention ressort clairement de ce qui précède. II consiste en ce que le rotor 1 et/ou l'ailette peuvent ou peut être fabriqués par formage sans enlèvement de copeaux, par exemple par coulée, extrusion, for mage à la presse, en particulier formage par fluage ou similaire, de sorte que leur fabrication peut être économique. Par rapport à des rotors métalliques classiques, le poids du rotor en aluminium est faible et son moment d'inertie est donc réduit, et il en est de même de l'ailette. L'espace creux 19 et la fente 23 rotor 1 ainsi que les évidements ménagés dans l'ailette, servent à réduire le poids, sont de préférence configurés d'une manière telle qu'ils peuvent eux aussi être fabriqués sans problème par formage sans enlèvement de copeaux. REVENDICA IONS 1. Pompe â vide en particulier pour freins assistés de véhicules, incluant un rotor (1) susceptible d'être entrainé au moyen duquel au moins une ailette (29) peut être déplacée en rotation dans carter, caractérisée en ce que le rotor (1) et/ou l'ailette (29) sont/est en aluminium ou en un alliage d'aluminium. 2. Pompe à vide selon la revendication 1, caractérisée en ce que le rotor (1) et/ou l'ailette (29) sont/est d'un seul tenant. 3. Pompe à vide selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le rotor (1) est fabriqué par formage sans enlèvement de copeaux, de préférence par formage par fluage. 4. Pompe à vide selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'au moins une partie carter est en aluminium ou en un alliage d'aluminium. 5. Pompe à vide selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le rotor (1) et/ou l'ailette (29) comportent/comporte au moins une cavité (19 ; 37, 3T, 39, à bord ouvert. 6. Pompe à vide selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le rotor (1) et/ou l'ailette (29) comportent/comporte au moins une paroi fermée (41, 41') de tracé transversal ou sensiblement transversal à son axe longitudinal (5). 7. Pompe à vide selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les parois (41, 41 ') du rotor (1) et/ou de l'ailette (29) sont de faible épaisseur. 8. Pompe à vide selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le rotor (1) et/ou l'ailette (29) sont/est anodisés. 9. Pompe à vide selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le rotor (1) peut être sollicité selon un certain couple par un moteur à combustion du véhicule, par l'intermédiaire d'un accouple ment. 10. Pompe à vide selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'accouplement comporte, soit une fente (23) dans laquelle pénètre un élément d'entraînement, soit un taquet d'entraînement qui pénètre dans fente correspondante ménagée dans l'élément d'entraînement.