FR2726048A1

FR2726048A1 - ROTARY VANE PUMP

Info

Publication number: FR2726048A1
Application number: FR9512349A
Authority: FR
Inventors: Carlo Pachetti
Original assignee: Magneti Marelli SpA
Current assignee: Marelli Europe SpA
Priority date: 1994-10-21
Filing date: 1995-10-20
Publication date: 1996-04-26
Also published as: FR2726048B3; ITTO940209V0; DE19539140A1; ITTO940209U1; IT232553Y1

Abstract

La pompe à dépression (1) rotative à palettes comporte un corps de support (2) définissant intérieurement une cavité (3) dans laquelle est logé un rotor (16), mû par un arbre d'actionnement (12) et supportant trois palettes (22) espacées de manière équiangulaire entre elles, coulissant dans des fentes radiales (20) respectives, ménagées dans le rotor (16) et ayant une extrémité extérieure (23) respective, maintenue en contact avec une surface interne (24) de la cavité (3) et une extrémité interne (25) respective, maintenue en contact deux éléments annulaires (26) logés dans des moyens (27) respectifs agencés en correspondance avec des zones de tête (28) opposées du rotor (16), la cavité (3) étant subdivisée par les palettes (22) en trois chambres de travail (29) communiquant avec l'extérieur par une lumière d'aspiration et une lumière d'évacuation (39) et le rotor (16) présentant trois ouvertures (35) axiales, qui communiquent avec les sièges (27).The rotary vane vacuum pump (1) comprises a support body (2) internally defining a cavity (3) in which is housed a rotor (16), driven by an actuating shaft (12) and supporting three vanes ( 22) spaced equiangularly with each other, sliding in respective radial slots (20), formed in the rotor (16) and having a respective outer end (23), maintained in contact with an inner surface (24) of the cavity ( 3) and a respective internal end (25), maintained in contact with two annular elements (26) housed in respective means (27) arranged in correspondence with opposite head zones (28) of the rotor (16), the cavity (3) ) being subdivided by the vanes (22) into three working chambers (29) communicating with the outside by a suction port and an evacuation port (39) and the rotor (16) having three axial openings (35) , which communicate with the seats (27).

Description

Pompe à dépression rotative a palettes La présente invention concerne uneThe present invention relates to a rotary vane vacuum pump.

pompe à dépression rotative à palettes, en particulier du type adapté pour réaliser, dans une installation d'un véhicule, la dépression nécessaire, par exemple pour le fonctionnement du servofrein. On connait des pompes à dépressior. rotatives à palettes qui comprennent un arbre, commandé par le moteur, actionnant un rotor disposé excentriquement a à 'inéreur d'une cavité présentée par un corps de suppor:de l'arbre e: communiquant avec l'extérieur au moyen d'une lumière d'ascpiration et d'une lumière d'évacuation. Le rotor supporte une pluralité de palettes espacées entre elles de manière équiangulaire, qui coulissent dans des fentes radiales respectives, ménagées dans le rotor méme, et qui présentent chacune une extrémité extérieure respective, maintenue en contact avec une surface interne de la cavité e: une e:xtremité interne respective, maintenue en contact deux éléments annulaires, qui sont disposés dans des sièges respectifs agencés en rotary vane vacuum pump, in particular of the type adapted to achieve, in a vehicle installation, the necessary vacuum, for example for the operation of the brake booster. We know of vacuum pumps. rotary vane which comprise a shaft, controlled by the motor, actuating an eccentrically arranged rotor a with 'inside of a cavity presented by a support body: of the shaft e: communicating with the outside by means of a light and a discharge light. The rotor supports a plurality of pallets spaced between them in an equiangular manner, which slide in respective radial slots, formed in the rotor itself, and which each have a respective external end, maintained in contact with an internal surface of the cavity e: a e: respective internal end, kept in contact with two annular elements, which are arranged in respective seats arranged in

correspondance avec des zones d'extremite opposées du rotor. correspondence with opposite end zones of the rotor.

De tels éléments garantissent une poussée efficace vers l'extérieur sur les palettes, de manière que les extrémités externes de ces dernières réalisent enfin une étanchéité appropriée avec la surface interne de la cavité qui reste ainsi subdivisée en une pluralité de chambres de travail à volume variable. Une charge d'huile de lubrification sous pression est amenée à l'intérieur de ces chambre de travail Such elements guarantee an effective outward thrust on the pallets, so that the external ends of the latter finally provide an appropriate seal with the internal surface of the cavity which thus remains subdivided into a plurality of variable volume working chambers . A charge of lubricating oil under pressure is brought inside these working chambers

au moyen d'un canal axial ménagé à l'intérieur de l'arbre. by means of an axial channel formed inside the shaft.

Ces pompes à dépression connues présentent des inconvénients liés au fait que l'huile de lubrification, du fait de rester piégée entre les éléments annulaires à l'intérieur de la cavité, constitue un obstacle au déplacement libre du rotor provoquant des efforts anormaux sur des parties déplaçables de la pompe à dépression, en particulier les palettes et les organes annulaires, compromettant ainsi sa fiabilité. En outre, les pompes à dépression à palettes connues présentent des inconvénients liés aux surpressions nuisibles et aux battements que l'on observe dans le cycle de travail et qui sont cause d'une These known vacuum pumps have drawbacks related to the fact that the lubricating oil, due to remaining trapped between the annular elements inside the cavity, constitutes an obstacle to the free movement of the rotor causing abnormal forces on parts displaceable from the vacuum pump, in particular the vanes and the annular members, thus compromising its reliability. In addition, the known rotary vane vacuum pumps have drawbacks linked to the harmful overpressures and to the beats which are observed in the work cycle and which cause a

réduction ultérieure de fiabilité. subsequent reduction in reliability.

Le but de la présente invention est d'obtenir une pompe à-dépression rotative à palettes qui ne comporte pas ces inconvénients précités des pompes à dépression connues, et qui possède en particulier une fiabilité élevée de The object of the present invention is to obtain a rotary vane vacuum pump which does not have these aforementioned drawbacks of known vacuum pumps, and which in particular has a high reliability of

fonctionnement et un faible coût de fabrication. operation and low manufacturing cost.

Selon la présente invention, il est proposé une pompe à dépression rotative à palettes, comprenant un arbre d'entraînement en rotation; un corps de support pour ledit arbre, ayant une symétrie xiale et définissant intérieurement une cavité qui communique avec l'extérieur au moyen d'une lumière d'aspiration et d'une lumière d'évacuation; un rotor pouvant être actionné par ledit arbre, disposé de manière excentrique à l'intérieur de ladite cavité et présentant une pluralité de fentes radiales, au moins un élément annulaire, déplaçable par rapport audit arbre et logé dans un siège agencé en correspondance avec une zone de tête dudit rotor; une pluralité de palettes supportées par ledit rotor et coulissant dans des fentes radiales respectives, chacune des palettes présentant une extrémité extérieure respective maintenue en contact avec une surface interne de ladite cavité et une extrémité interne respective maintenue en contact avec ledit élément annulaire, pour définir, à l'intérieur de ladite cavité, une pluralité de chambres de travail à volume variable; caracterisee par le fait que ledit rotor présente au moins une ouverture s'étendant en direction axiale et communiquant avec au moins un dit siège agencé en correspondance avec une dite zone de tête dudit rotor. L'invention est décrite ci-apres en se référant aux figures annexées, qui illustrent un exemple d'actionnement non limitatif, dans lesquelles: la figure 1 est une coupe longitudinale d'une pompe à dépression à palettes réalisée selon l'invention; la figure 2 est une vue en plan de la pompe à dépression de la figure 1, en coupe parcielle suivant le plan II-II de la figure; la figure 3 est une vue en plan de la pompe à dépression de la figure 1, du côté opposé à celui de la figure 2; et la figure 4 est une coupe suivant un plan IV-IV de la According to the present invention, there is provided a rotary vane vacuum pump, comprising a rotary drive shaft; a support body for said shaft, having xial symmetry and internally defining a cavity which communicates with the outside by means of a suction light and a discharge light; a rotor which can be actuated by said shaft, disposed eccentrically inside said cavity and having a plurality of radial slots, at least one annular element, movable relative to said shaft and housed in a seat arranged in correspondence with an area the head of said rotor; a plurality of pallets supported by said rotor and sliding in respective radial slots, each of the pallets having a respective external end maintained in contact with an internal surface of said cavity and a respective internal end maintained in contact with said annular element, to define, inside said cavity, a plurality of variable volume working chambers; characterized in that said rotor has at least one opening extending in the axial direction and communicating with at least one said seat arranged in correspondence with a said head area of said rotor. The invention is described below with reference to the appended figures, which illustrate an example of non-limiting actuation, in which: FIG. 1 is a longitudinal section of a vane vacuum pump produced according to the invention; Figure 2 is a plan view of the vacuum pump of Figure 1, in sectional section along the plane II-II of the figure; Figure 3 is a plan view of the vacuum pump of Figure 1, on the opposite side to that of Figure 2; and Figure 4 is a section on a plane IV-IV of the

figure 1.figure 1.

En se référant aux figures annexees, le numéro 1 désigne dans son ensemble une pompe à dépression rotative à palettes, comprenant un corps de support 2 réalisé de manière appropriée par moulage sous pression, présentant une forme ayant une symétrie axiale et définissant intérieurement une cavité 3 fermée en cartie avant par un couvercle 4. Ce dernier, au moyen de i'interposition d'une garniture annulaire 5, est fixé au corps 2 au moyen de trois boulons 6 et présente, dans une. position prédéterminée sur une surface 7 interne et adjacen:e a la cavité 3, une cannelure 8 de forme arquée (figure 4). A une extrémité arrière, opposée à celle sur laquelle se trouve le couvercle 4, le corps 2 présente une partie à bride 9, qui est dotée de trous 10 permettant la liaison à un bloc moteur- (non illustré) de type connu. La partie 9 présente en outre un trou traversant 1l en direction axiale qui sert de support pour un arbre 12, ayant une partie d'extrémité 13, de forme prismatique, faisant saillie au-delà de la partie 9 même pour être entraînée en rotation, de manière connue, au moyen du déplacement du moteur, une partie 17 opposée supportée par le couvercle 4 et une partie intermédiaire 14 montée rotative dans un trou axial 15 traversant un rotor 16. Ce dernier, comme il apparait clairement sur la figure 2, est logé excentriquement dans la cavité 3 par rapport à un axe 18 de cette dernière et présente trois fentes radiales 20, espacées de manière équi-anguiaire, qui partent d'une surface externe 21 du rotor 16 et se termine avant le trou 15. Dans chacune de ces fentes 20 peut coulisser une palette 22 respective, qui maintient une de ses extrémités, externe, 23 en appui contre une surface interne 24 de la cavité 3, de manière à subdiviser cetre dernière en trois chambres de travail 29 différentes. Chaque palette 22 maintient en outre une de ses ext:reémiés, interne, 25 appropriée en contact avec deux éléments annulaires 26 (figure 1), qui sont disposés dans un siège 27 respectif agencé dans une zone de sete 28 opposée du rotor 16. Comme décrit plus en détail ci-après, de tels éléments annulaires 26 sont libres de se déolacer dans le plan défini par le siège 27 respectif, perpendiculairerment à un axe 34 de l'arbre 12, sous l'action combinée de oussée des trois palettes 22 durant le foncSionnement de la pompe à Referring to the appended figures, the number 1 designates as a whole a rotary vane vacuum pump, comprising a support body 2 suitably produced by die-casting, having a shape having an axial symmetry and internally defining a cavity 3 closed in the front part by a cover 4. The latter, by means of the interposition of an annular lining 5, is fixed to the body 2 by means of three bolts 6 and has, in one. predetermined position on an internal and adjacent surface 7: e has the cavity 3, a groove 8 of arcuate shape (FIG. 4). At a rear end, opposite to that on which the cover 4 is located, the body 2 has a flange part 9, which is provided with holes 10 allowing connection to a motor unit (not shown) of known type. The part 9 also has a through hole 11 in the axial direction which serves as a support for a shaft 12, having an end part 13, of prismatic shape, protruding beyond the part 9 itself to be driven in rotation, in known manner, by means of the displacement of the motor, an opposite part 17 supported by the cover 4 and an intermediate part 14 rotatably mounted in an axial hole 15 passing through a rotor 16. The latter, as it clearly appears in FIG. 2, is housed eccentrically in the cavity 3 with respect to an axis 18 of the latter and has three radial slots 20, spaced in an equi-angular manner, which start from an external surface 21 of the rotor 16 and end before the hole 15. In each of these slots 20 can slide a respective pallet 22, which maintains one of its ends, external, 23 in abutment against an internal surface 24 of the cavity 3, so as to subdivide the latter into three chambers work 29 different. Each pallet 22 further maintains one of its ext: reemies, internal, 25 suitable in contact with two annular elements 26 (Figure 1), which are arranged in a respective seat 27 arranged in a sete zone 28 opposite the rotor 16. As described in more detail below, such annular elements 26 are free to deolour in the plane defined by the respective seat 27, perpendicularly to an axis 34 of the shaft 12, under the combined action of thrust of the three pallets 22 during operation of the

dépression 1.depression 1.

En se référant en particulier à la figure 2, le rotor 16 présente en outre trois ouvertures 35 s'étendant en direction axiale, qui connectent hydrauliquement entre eux les sièges 27 et qui définissent des conduites faisant partie d'un circuit de lubrif-ication des parties déplaçables de la pompe à dépression 1; en particulier, les ouvertures permettent la libre circulation depuis et vers un réservoir (non illustré) d'huile de lubrification sous pression, qui est terminé dans la cavité 3 au moyen d'un canal axial (non illustré) de type connu, agencé à l'intérieur de l'arbre 12 et débouchant dans le siège 27 With particular reference to FIG. 2, the rotor 16 also has three openings 35 extending in the axial direction, which hydraulically connect the seats 27 to one another and which define pipes forming part of a lubrication circuit for the movable parts of the vacuum pump 1; in particular, the openings allow free circulation from and to a reservoir (not illustrated) of lubricating oil under pressure, which is terminated in the cavity 3 by means of an axial channel (not illustrated) of known type, arranged at inside the shaft 12 and opening into the seat 27

adjacent au couvercle 4.adjacent to the cover 4.

Le fluide, par exemple de l'air, sur lequel agit la pompe à dépression 1, est introduit dans la cavité 3 par l'intermédiaire d'une lumière d'aspiration 36 (figure 2), communiquant avec un conduit d'amenée 37 pourvu de manière appropriée d'un clapet anti-retour 38 connu, et est expulsé de la cavité 3 même par l'intermédiaire d'une lumière d'évacuation 39 (figures 1 et 3) Comme il apparait sur la figure 3, qui illustre la pompe à dépression 1 du côté de sa partie 9 à bride, adaptée pour pour être connectée au moteur, la cannelure 8, indiquée en pointillé, du couvercle 4 constitue une dérivation, ou bien un chemin préférentiel de communication hydraulique, entre deux chambres de travail 29 avoisinantes; en particulier, cette cannelure 8 s'érend entre l'extrémité de la chambre 29a (figure 2) communiquant avec la lumière d'évacuation 39 et le début de la chambre 29b (figure 2) The fluid, for example air, on which the vacuum pump 1 acts, is introduced into the cavity 3 by means of a suction light 36 (FIG. 2), communicating with a supply duct 37 suitably provided with a known non-return valve 38, and is expelled from the cavity 3 even via an exhaust light 39 (Figures 1 and 3) As it appears in Figure 3, which illustrates the vacuum pump 1 on the side of its flange portion 9, adapted to be connected to the engine, the groove 8, indicated in dotted lines, of the cover 4 constitutes a bypass, or else a preferential path of hydraulic communication, between two chambers of neighboring work 29; in particular, this groove 8 extends between the end of the chamber 29a (FIG. 2) communicating with the discharge light 39 and the start of the chamber 29b (FIG. 2)

communiquant avec la lumière d'asoiration 36. communicating with the intake light 36.

La figure 3 même reporesente la conformation de la partie à bride 9, qui présente une pluralité de sièges annulaires 40, pour la fixationr. de manière connue du corps 2 The same Figure 3 depicts the conformation of the flange part 9, which has a plurality of annular seats 40, for fixing. body known manner 2

au bloc moteur, et d'ailettes 41 radiales de renforcement. to the engine block, and radial reinforcing fins 41.

En utilisation, le cycle de fonctionnement de la pompe à dépression 3 est le suivant. L'arbre 12, connecté au moteur, entraine en rotation le rotor 16 et, conjointement avec ce dernier, les palettes 22, dont les extrémités 23 respectives frottent de manière étanche contre la surface interne 24 de la cavité 3, faisant varier le volume des chambres de travail 29. En particulier, ces dernières présentent un volume progressivement décroissant depuis la In use, the operating cycle of the vacuum pump 3 is as follows. The shaft 12, connected to the motor, rotates the rotor 16 and, jointly with the latter, the vanes 22, the respective ends 23 of which rub against the internal surface 24 of the cavity 3 in a sealed manner, varying the volume of the working chambers 29. In particular, the latter have a progressively decreasing volume since the

chambre d'aspiration 29b à la chambre d'évacuation 29a. suction chamber 29b to the discharge chamber 29a.

Depuis le conduit 37 et à travers la lumière 36, le fluide est ainsi aspiré dans la chambre 29b et est compressé progressivement jusqu'à être expulsé de la chambre 29a à travers la lumière 39. D'éventuelles surpressions lors de la phase d'évacuation sont éliminées grâce à la présence de la cannelure 8 qui, ayant une dimension et une position prédéterminées, permet le suivi d'une quoce part appropriée de fluide depuis la chambre d'évacuation 29a à la chambre d'aspiration 29b. En particulier, le clapet anti-retour 38 empêche le reflux du fluide vers le conduit 37, qui en From the duct 37 and through the lumen 36, the fluid is thus sucked into the chamber 29b and is gradually compressed until it is expelled from the chamber 29a through the lumen 39. Possible overpressures during the evacuation phase are eliminated by virtue of the presence of the groove 8 which, having a predetermined size and position, allows monitoring of an appropriate portion of fluid from the discharge chamber 29a to the suction chamber 29b. In particular, the non-return valve 38 prevents the reflux of the fluid towards the conduit 37, which

permet seulement l'aspiration.only allows suction.

Durant la rotation du rotor 16, à travers le canal axial mentionné ménagé dans l'arbre 12, est amené, dans les sièges 27, une charge appropriée d'huile de lubrification qui peut être mise librement en circulation en direction axiale grâce aux ouvertures 35; en particulier, une petite partie de l'huile se déplace depuis les sièges 27 dans les chambres de travail 29, constituant un voile qui améliore l'étanchéité entre les chambres 29 mêmes. L'huile en excès est donc évacuée conjointement avec le fluide compressé à travers la lumière 39. Enfin, durant le fonctionnement de la pompe à dépression 3, les extrémi5és internes 25 des palettes 22 sont toujours en contact avec les éléments annulaires 26, de sorte cue le déolacemen: de chaque palette 22 influence la position des autres, aui sont ainsi poussées vers la surface 24. Chaque élément annulaire 26 décrit en utilisation une trajectoire dans le plan du siège 27 During the rotation of the rotor 16, through the axial channel mentioned formed in the shaft 12, is brought into the seats 27, an appropriate charge of lubricating oil which can be freely circulated in the axial direction through the openings 35 ; in particular, a small part of the oil moves from the seats 27 in the working chambers 29, constituting a veil which improves the seal between the chambers 29 themselves. The excess oil is therefore removed together with the compressed fluid through the lumen 39. Finally, during the operation of the vacuum pump 3, the internal ends 25 of the vanes 22 are always in contact with the annular elements 26, so cue the deolacemen: of each pallet 22 influences the position of the others, aui are thus pushed towards the surface 24. Each annular element 26 describes in use a trajectory in the plane of the seat 27

respectif qui est de forme sensiblement conchoidale. respective which is of substantially conchoidal shape.

A partir de ce qui a été décr-i:, on connaît les avantages offerts par une pomme a depression rotative à From what has been described, the advantages offered by a rotary vacuum head are known.

palettes réalisée selon la présence invention. pallets produced according to the invention.

La présente, pompe à dépression es: de réalisation simple et économique et possède une fiabilité élevée de fonctionnement. En effet, les ouvertures traversantes 35 ménagées axialement dans le rotor 16 permettent la libre circulation entre les sièges 27 de l'huile de lubrification sous pression, qui ne reste plus piégée à proximité des éléments annulaires 26; de cette maniere, l'huile de lubrification ne constitue aucun obstacle au déplacement du rotor 16 et ne produit pas d'efforts anormaux sur les organes déplaçables de la pompe à dépression 1. En outre, la cannelure 8, agencée sur la surface interne 7 du couvercle 4 pour mettre en communication l'extrémité de la chambre de compression 29a et le début de la chambre d'aspiration 29b, garanti l'élimination des surpressions nuisibles et des battements que l'on observe autrement lors du cycle de travail. De cette manière, l'invention présente une bonne régularité de fonctionnement, qui se traduit par une fiabilité élevée et un faible cot de fonctionnement. Il est évident que la pompe à dépression rotative à palettes décrite et illustrée peut subir des modifications et variantes appropriées, sans sor:ir cenridanz de l'esprit The present vacuum pump is simple and economical to produce and has high operating reliability. Indeed, the through openings 35 formed axially in the rotor 16 allow the free circulation between the seats 27 of the lubricating oil under pressure, which no longer remains trapped near the annular elements 26; in this way, the lubricating oil does not constitute any obstacle to the movement of the rotor 16 and does not produce abnormal forces on the displaceable members of the vacuum pump 1. In addition, the groove 8, arranged on the internal surface 7 of the cover 4 for communicating the end of the compression chamber 29a and the start of the suction chamber 29b, guaranteed elimination of harmful overpressures and beats that are otherwise observed during the work cycle. In this way, the invention has good regularity of operation, which results in high reliability and a low operating cost. It is obvious that the rotary vane vacuum pump described and illustrated can undergo appropriate modifications and variants, without leaving the mind.

protecteur des revendications.protector of claims.

Claims

1. Rotat-ve vacuum pump (1) with vanes, comprising a shaft (12) for rotation. a support body (2) for said shaft (12), having an axial symmetry and internally defining a cavity (3) which communicates with the outside by means of a suction light (36) and a light d 'evacuation (39); a rotor (16) which can be actuated by said shaft (12), arranged eccentrically inside said cavity (3) and having a puri of radial entes (20), at least one annu! a-re element (26 ), detachable with respect to said rotor (16) and housed in a seat (27) arranged in correspondence with a removal zone (28) of said rotor (16); a plurality of pallets (22) supported by said rotor (16) and sliding in respective radial slots (20), each of the plates (22) having a rescective outer end (23) held in contact with an internal surface (24) of the cavity (3) and a respective internal end (25) held in contact with said annular element (26), to define, inside said cavity (3), a plurality of working chambers (29) to variable volume; characterized in that said rotor (16) has at least one opening (35) extending in axial direction and communicating with at least one said seat (27) arranged in correspondence with a said head area

(28) of said rotor (16).

2. Vacuum pump according to claim 1, characterized in that said opening (35) is part of a lubrication circuit of said pump

depression (1).

3. Vacuum pump according to claim 1 or 2, characterized in that said vanes (22) are at

number of 3.

4. Vacuum pump according to one of the claims

previous, characterized by e Milk that said rotor (16) has three said openings (35)

5. Vacuum pump according to claim 4, characterized in that said openings (35) - are

spaced equiangularly between them.

6. Vacuum pump according to any one of

previous claims, characterized in that it

comprises two said annular elements (26) arranged in respective seats (27) arranged in correspondence with head zones (28) opposite said rotor (16), said seats (27) being hydraulically connected to each other

means of at least one said opener (35).

7. Vacuum pump according to any one of

previous claims, characterized by

comprising a cover (4) connects to said body (2) to close said cavity (3) and having inwardly a groove (8), adapted to define one. preferential hydraulic communication path between different chambers

said working chambers (29).

8. Vacuum pump according to claim 7, characterized in that said notch (8) extends between final discharge chambers (29a) and a chamber

initial suction (29b).