ITMI20002820A1 - Pompa a vuoto in particolare per impianti di amplificazione della forza frenante in veicoli provvista di un rotore e procedimento di fabbric - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

L'invenzione riguarda una pompa a vuoto, in particolare per impianti di amplificazione della forza frenante in véicoli, con un rotore azionabile, mediante il quale può venir messo in rotazione almeno una pala in un corpo, e un procedimento per la fabbricazione di un rotore per una pompa, in particolare pompa a vuoto.

Pompe a vuoto del tipo qui indicato sono note. Esse vengono impiegate per esempio per un impianto di amplificazione della forza frenante di un autoveicolo e presentano un rotore, che può venir messo in rotazione con l'ausilio di un azionamento. Il rotore disposto in un corpo è in impegno con almeno una pala costituita da acciaio, la quale alla rotazione del rotore scorre lungo un anello di contorno. Il rotore è costituito da più pezzi singoli, che sono connessi insieme separabilmente.

Simili pompe a vuoto sono note. Per esempio dalla pubblicazione brevett ale DE 8700 135 U1 risulta una pompa con un rotore costituito da ceramica o da cemento polimerico, dalla pubblicazione brevettuale DE 2348 441 U1 una pompa con un rotore costituito da elettrografite, e dal modello di utilità DE-GM 1956 184 nonché DD 155 102 una pompa con un rotore rivestito parzialmente con un metallo rispettivamente non metallo.

Si è visto che il’rotore, a causa del suo peso, presenta un grande momento di inerzia di massa, per cui è indesiderabilmente elevato l'assorbimento di potenza della pompa a vuoto. Inoltre l'intero azionamento della pompa viene sollecitato altamente. Il rotore presenta inoltre una costruzione massiccia, complessa e costosa, ove gli elevati costi di fabbricazione del rotore sono dovuti fra l'altro alla lavorazione necessaria ad asportazione di trucioli rispettivamente al ripassatura.

E’ quindi compito dell'invenzione realizzare una pompa a vuoto del tipo menzionato all'inizio e un procedimento per la fabbricazione di un rotore, che non presentino questi svantaggi.

Per la soluzione di questo compito viene proposta una pompa a vuoto, che presenta almeno un rotore azionabile, mediante il quale può venir messa in rotazione almeno una pala in un corpo. La pompa a vuoto si distingue per il fatto che il rotore e/o la pala è/sono costituito/i da alluminio o una lega di alluminio, il rotore e la pala presentano, in confronto a rotori noti, un peso minore. Perciò l'assorbimento di potenza della pompa a vuoto, a motivo del piccolo momento di inerzia di massa del rotore e della pala guidata spostabilmente preferibilmente in una fessura del rotore, la quale pala può formare nello stato montato insieme al rotore una unità costruttiva, è soltanto relativamente ridotto. Diviene chiaro che l'assorbimento di potenza della pompa a vuoto si può ridurre già anche quando soltanto il rotore o soltanto la pala è fabbricato/fabbricata in alluminio rispettivamente una lega di alluminio.

Secondo un perfezionamento dell'invenzione il rotore e/o la pala sono eseguiti in un sol pezzo. Ciò rende possibile una fabbricazione semplice ed economica. Inoltre grazie all'esecuzione in un sol pezzo del rotore e della pala è possibile una costruzione compatta, cosicché può venire ridotto lo spazio di ingombro per la pompa a vuoto in particolare la sua altezza di ingombro.

Secondo un perfezionamento dell'invenzione il rotore è fabbricato mediante formatura senza asportazione di trucioli, cioè durante la fabbricazione rispettivamente la lavorazione del rotore non ha luogo alcuna asportazione di trucioli, come per esempio nel caso di fresatura, molatura o simili. Il rotore, che viene fabbricato per esempio mediante processo di colata, fucinatura, stampaggio alla pressa, raddrizzamento e/o taglio mediante. frazionamento, può venire fabbricato quindi con soltanto ridotto dispendio. Nella formatura senza asportazione di trucioli, in particolare nella estrusione continua, del rotore possono venire realizzate tolleranze strette, cosicché eventualmente si può rinunciare ad una ripassatura meccanica, in particolare all'asportazione di trucioli. Naturalmente è anche possibile che il rotore venga lavorato anche dopo la sua formatura, per esempio vengono praticati in questo ancora fori trasversali o simili, se necessario.

Nel caso di un esempio di esecuzione preferito, il rotore viene fabbricato mediante estrusione continua, in caso di estrusione continua a freddo un vantaggio consiste nel fatto che il rotore può venire estruso in uno stadio di lavorazione. L'estrusione continua a caldo presenta il vantaggio che il rotore finito è almeno approssimativamente privo di fori ed è impiegabile anche alluminio ad alto contenuto di silicio.

Nel caso di un esempio di esecuzione vantaggioso della pompa a vuoto è previsto che almeno una parte del corpo sia fabbricata in alluminio o una lega di alluminio. Perciò può venire ulteriormente ridotto il peso della pompa a vuoto, il corpo è costituito da almeno un pezzo di corpo e da un coperchio che chiude il pezzo di corpo, ove sia il pezzo di corpo che il coperchio possono essere fabbricati in alluminio o una lega di alluminio.

Viene preferito anche un esempio di esecuzione della pompa a vuoto, che si distingue per il fatto che il rotore e/o la pala presentano almeno una cavità aperta ai bordi. Grazie all'introduzione di cavità nel rotore rispettivamente nella pala possono venire realizzate senz'altro pareti sottili. Il peso del rotore, senz'altro leggero rispetto ad un rotore noto, costituito da metallo, poiché è costituito da alluminio rispettivamente dalla lega di alluminio, viene perciò ulteriormente ridotto. La forma e la grandezza della cavità possono,venire scelte praticamente a piacere. E' in particolare importante che le pareti del rotore, che rimangono ferme, siano ancora sufficientemente spesse affinchè possa venire escluso un guasto .

In un ulteriore esempio di esecuzione della pompa a vuoto, il rotore e/o la pala presentano almeno una parete chiusa, estendentesi trasversalmente o sostanzialmente trasversalmente rispetto al suo asse centrale longitudinale. Perciò nel caso di un rotore presentante più cavità può venire assicurato che non possa giungere aria dal lato di azionamento attraverso il rotore nella pompa a vuoto. Grazie alla parete chiusa non sono quindi necessarie guarnizioni supplementari. Nel caso della pala la parete chiusa impedisce un cortocircuito, quindi un collegamento di mezzo fra una zona di mandata e una zona di aspirazione della pompa a vuoto.

Nella forma di esecuzione preferita il rotore e/o la pala sono anodizzati. Perciò può venire evitata usura del rotore rispettivamente della pala. Inoltre nel caso di un corpo costituito da alluminio o da una lega di alluminio, alloggiante il rotore, o nel caso di un coperchio costituito da alluminio, che chiude una cavità di pompa alloggiante il rotore, contro cui urta frontalmente il rotore, può venire evitata una saldatura a freddo. Se il corpo della pompa a vuoto rispettivamente il coperchio che chiude la cavità di pompa è costituito da materiale plastico, non è necessaria una anodizzazione del rotore della pala. Il corpo preferibilmente non anodizzato, che è più morbido del rotore anodizzato e della pala, presenta buone caratteristiche di funzionamento.

Secondo un perfezionamento dell'invenzione il rotore, in particolare di un motore termico del veicolo, per esempio un autoveicolo, un natante o un veicolo su rotaie, è sollecitabile in particolare da un albero a camme del motore termico, attraverso una frizione, con un momento torcente. A causa del ridotto momento di inerzia di massa del rotore l'albero a camme non deve venire temprato, cosicché possono venire ridotti i costi per la pompa rispettivamente per il suo azionamento.

Viene preferito inoltre un esempio di esecuzione della pompa a vuoto, in cui la frizione presenta una fessura, in cui si impegna un elemento di azionamento. Secondo un'altra variante di esecuzione la frizione presenta un perno di azionamento, che si impegna in una fessura corrispondente nell'elemento di azionamento, in entrambi i casi è realizzabile un semplice accoppiamento fra pompa a vuoto e azionamento.

Per la soluzione del compito viene inoltre proposto un procedimento per la fabbricazione di un rotore per una pompa, in particolare pompa a vuoto, che si distingue per il fatto che il rotore è costituito da alluminio ο da una lega di alluminio e/o la pala vengono fabbricati mediante formatura senza asportazione di trucioli. Il rotore e la pala, che presentano soltanto un peso relativamente ridotto, possono quindi venire fabbricati per esempio mediante foggiature originali, come per esempio colata, e/o mediante deformazione, come per esempio fucinatura, estrusione, raddrizzamento e tranciatura mediante taglio rispettivamente frazionamento o simili, in questo caso il rotore ed eventualmente anche la pala vengono approntati preferibilmente completamente, ma almeno in larga misura. Se è assolutamente necessaria una lavorazione ad asportazione di trucioli, come per esempio fresatura, trapanatura o simili, allora il dispendio a tal scopo è preferibilmente ridotto. Il rotore e la pala sono eseguiti preferibilmente in modo tale che essi siano pronti per il montaggio dopo i processi di formatura e non debbano venire lavorati ancora ad asportazione di trucioli.

In una forma di esecuzione particolarmente preferita del procedimento il rotore viene fabbricato mediante estrusione continua a caldo o mediante estrusione continua a freddo. Nel caso dell'estrusione continua da un pezzo grezzo con l'ausilio di un punzone e una bussola di estrusione, preferibilmente in un ciclo di lavoro, viene fabbricato il rotore. In questo caso il pezzo grezzo del rotore nello stato freddo rispettivamente riscaldato viene spinto attraverso la fessura fra punzone e bussola di estrusione, ove viene superato il suo limite di scorrimento. Il rotore è fabbricabile in modo particolarmente economico.

Di seguito l'invenzione viene illustrata più in dettaglio con l'aiuto dei disegni. In questo caso:

la figura 1 mostra una sezione longitudinale di un esempio di esecuzione di un rotore per una pompa;

la figura 2 mostra una vista anteriore del rotore dal suo lato frontale non rivolto verso un azionamento;

la figura 3 mostra una vista anteriore del lato frontale del rotore rivolto verso l'azionamento;

la figura 4 mostra una sezione longitudinale del rotore secondo la linea di sezione B-B rappresentata in figura 2;

la figura 5 mostra una sezione longitudinale del rotore lungo la linea di sezione A-A rappresentata in figura 2;

la figura 6 mostra una rappresentazione ingrandita della zona - X -del rotore rappresentata in figura 4;

la figura 7 mostra una sezione longitudinale del rotore lungo la linea di sezione D-D rappresentata in figura 6;

la figura 8 mostra una vista laterale del rotore secondo le figure da 1 a 8;

le figure 9 e 10 mostrano ciascuna una rappresentazione prospettica del rotore e

le figure 11 e 12 mostrano ciascuna un esempio di esecuzione di una pala, interagente con il rotore, in rappresentazione prospettica.

Agli esempi di esecuzione di un rotore 1 per una pompa a vuoto, rappresentati di seguito, è comune il fatto che il rotore 1 è eseguito in un sol pezzo ed è costituito da alluminio o da una lega di alluminio. Il rotore 1 è fabbricabile in modo vantaggioso mediante formatura senza asportazione di trucioli, in particolare mediante estrusione continua.

La figura 1 mostra una sezione longitudinale del rotore 1 per una pompa a vuoto non rappresentata, che presenta una fessura 3 continua. La superficie esterna del rotore 1 è eseguita cilindrica. La fessura 3, estendentesi trasversalmente rispetto ad un asse longitudinale centrale 5, che è anche contemporaneamente l'asse di rotazione del rotore 1, serve per l'alloggiamento di una pala non rappresentata, che è spostabile in direzione del diametro entro la fessura 3. La fessura 3, nel caso di questo esempio di esecuzione, è praticata dal lato frontale 7 non rivolto verso l'azionamento del rotore 1, è quindi eseguita a bordi aperti. Come azionamento per il rotore 1 serve per esempio un albero di azionamento sollecitabile con un momento torcente, non rappresentato, per esempio un albero a camme di un motore termico di un autoveicolo. Naturalmente è possibile che il rotore 1 sia azionabile anche per mezzo di un motore elettrico, un azionamento a cinghia o simili.

Una prima sezione longitudinale 11 del rotore 1, che è eseguita sostanzialmente cilindrica circolare, serve come supporto 13 del rotore 1 qui supportato da un lato, quindi a sbalzo. Come tipo di supporto è previsto preferibilmente un cuscinetto a strisciamento. Al supporto 13 si congiunge una seconda sezione longitudinale 15 di diametro maggiore, la quale - vista trasversalmente rispetto all'asse centrale longitudinale 5 - è interrotta dalla fessura 3 per la pala, come è visibile anche dalle figure 2 e 3, che mostrano una vista anteriore del lato frontale 7 rispettivamente del lato frontale 17, rivolto verso l'azionamento, del rotore 1.

Come è visibile dalle figure 1 e 2, nella superficie frontale 9 del rotore 1 è praticata una cavità 19, per esempio - a seconda del modo di fabbricazione del rotore 1 - la superficie frontale 9 del rotore 1 presenta una cavità 19, che è formata qui da un foro a gradini. La cavità 19 serve per la riduzione del peso del rotore quindi del suo momento di inerzia di massa, il foro a gradini disposto concentricamente rispetto all'asse centrale longitudinale 5 si estende attraverso l'intera seconda sezione longitudinale 15 fino al supporto 13. In un altro esempio di esecuzione non rappresentato, il rotore presenta più cavità, indipendentemente dal numero, grandezza e forma delle cavità le pareti del rotore sono preferibilmente soltanto molto sottili, ma ancora sufficientemente spesse perchè possa venire escluso un guasto del rotore.

Sul lato frontale 17, rivolto verso l'azionamento, del rotore 1, in una superficie frontale 21 è praticata una fessura 23 rispettivamente la superficie frontale 21 presenta la fessura 23, che serve per l'alloggiamento di un elemento di azionamento eseguito preferibilmente sferico, non rappresentato. L'elemento di azionamento viene inserito o innestato nella fessura 23 e può venire ritenuto nella fessura 23 per il fatto che il rotore 1, nella zona di estremità, rivolta verso il lato frontale 17, della sezione longitudinale 11, nella zona di formatura 25 e 27 curve, che sono opposte l'una all'altra, viene schiacciato e perciò deformato permanentemente. L'elemento di azionamento può essere parte di una frizione e serve per la trasmissione di un momento torcente dall'azionamento al rotore 1.

Naturalmente l’accoppiamento fra rotore 1 e azionamento può essere configurato anche differentemente. Per esempio il rotore al posto della fessura 23 può presentare anche un perno di azionamento, per esempio un diedro, che viene innestato in una fessura nell'elemento di azionamento.

Le figure da 4 a 10 mostrano ulteriori viste del rotore 1 descritto in base alle figure da 1 a 3. Pezzi uguali sono muniti degli stessi segni di riferimento, cosicché per quanto riguarda la descrizione si rimanda alle figure precedenti.

Grazie alla forma e all'esecuzione del rotore 1, esso è fabbricabile in modo semplice ed economico mediante formatura senza eeportazioni di trucioli, senza che sia necessaria una lavorazione successiva ad asportazione di trucioli. La fabbricazione del rotore 1 mediante estrusione continua rende possibile la realizzazione di strette tolleranze, senza che a tale scopo sia necessaria una ripassatura meccanica del rotore.

La figura 11 mostra una rappresentazione prospettica di un esempio di esecuzione di una pala 29 in un sol pezzo, costituita da alluminio o da una lega di alluminio, che è inseribile nella fessura 3 del rotore 1. La pala 29 presenta una sezione trasversale rettangolare. Nelle sue superfici frontali 31 e 33 è praticata rispettivamente una scanalatura 35 estendentesi trasversalmente rispetto all'estensione longitudinale della pala 29, la quale scanalatura serve per l'alloggiamento di una guarnizione non rappresentata. con le superfici frontali 31, 33 rispettivamente con le guarnizioni previste nelle scanalature 35 la guarnizione 29 poggia contro le superfici interne di un anello di contorno delimitante una cavità di pompa. Con l'ausilio della pala e delle guarnizioni viene impedito un cortocircuito fra una zona di aspirazione e una zona di mandata della cavità di pompa.

Nelle superfici frontali 31 e 33 della pala 29 sono praticate di voita in volta una rientranza 37 rispettivamente 39 qui rettangolari in sezione trasversale, che servono tra l'altro per ridurre il peso della pala 29 e quindi il suo momento di inerzia di massa e realizzare spessori di parete sottili, affinchè la pala sia fabbricabile o sia fabbricabile più facilmente mediante estrusione continua, colata o simili. Le rientranze 37 e 39 sono separate l'una dall'altra da una parete 41 estendentesi trasversalmente rispetto all'asse centrale longitudinale della pala 29. Non esiste quindi alcun collegamento di mezzo fra le rientranze 37 e 39.

La figura 12 mostra un ulteriore esempio di esecuzione della pala 29, che differisce dalla pala descritta con l'aiuto della figura 11 in particolare per il fatto che essa è chiaramente più larga e che nelle sue superfici frontali 31 e 33 sono praticate rispettivamente due rientranze 37, 37' e 39, 39', ove rientranze 37, 39 rispettivamente 37' e 39' opposte l'una all'altra sono separate l'una dall'altra di volta in volta da una parete 41 rispettivamente 41', chiusa, estendentesi trasversalmente all'asse centrale longitudinale della pala.

Da quanto detto precedentemente risulta senz'altro il procedimento secondo l'invenzione. Esso consiste nel fatto che il rotore 1 e/o la pala vengano fabbricati mediante formatura senza asportazione di trucioli, per esempio mediante colata, pressofusione, stampaggio alla pressa, estrusione continua e simili, cosicché essi sono fabbricabili economicamente. Il rotore in alluminio, rispetto a rotori costituiti da metallo, presenta soltanto un peso ridotto, e quindi un momento di inerzia di massa ridotto, così come la pala. La cavità 19 che serve per la riduzione di peso e la fessura 23 del rotore 1 nonché le rientranze nella pala sono configurate preferibilmente in modo tale che esse siano fabbricabili senz’altro anche mediante formatura senza asportazione di trucioli.

Le rivendicazioni brevettuali depositate con la domanda sono proposte di formulazione senza pregiudizio per l'ulteriore protezione brevettuale. La richiedente si riserva di rivendicare ancora ulteriori caratteristiche rese note finora soltanto nella descrizione e/o nei disegni.

Riferimenti impiegati in sottorivendicazioni rimandano all'ulteriore esecuzione dell'oggetto della rivendicazione principale mediante le caratteristiche della rispettiva sottorivendicazione; essi non sono da intendere come una rinuncia all 'ottenimento di una protezione oggettiva autonoma per le caratteristiche delle sottorivendicazioni contenenti i riferimenti. Gli oggetti di queste sottorivendicazioni formano però anche invenzioni autonome, che presentano una configurazione indipendente dagli oggetti delle precedenti sottorivendicazioni.

L'invenzione inoltre non è limitata allo/agli esempio/i di esecuzione della descrizione. Invece nell'ambito dell'invenzione sono possibili numerose variazioni e modifiche, in particolare tali varianti, elementi e combinazioni e/o materiali, che per esempio mediante combinazione o modifica di singole caratteristiche rispettivamente elementi o passi di procedimento, descritti in connessione con la descrizione generale e le forme di esecuzione nonché nelle rivendicazioni e contenuti nei disegni, sono inventivi e mediante caratteristiche combinabili conducono ad un nuovo oggetto o a nuovi passi di procedimento rispettivamente sequenze di passi di procedimento, anche per quanto riguarda procedimenti di fabbricazione, di prova e di lavoro.

Claims (15)

1. RIVENDICAZIONI 1. Pompa a vuoto in particolare per impianti di amplificazione della forza frenante in veicoli, con un rotore azionabile, attraverso il quale può venir messa in rotazione almeno una pala in un corpo, caratterizzata dal fatto che il rotore e/o la pala è/sono costituito/i da alluminio o da una lega di alluminio.
2. 2. Pompa a vuoto in particolare secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che il rotore e/o la pala è/sono eseguito/i in un sol pezzo.
3. 3. Pompa a vuoto in particolare secondo la rivendicazione 1 oppure 2, caratterizzata dal fatto che il rotore è fabbricato mediante formatura senza asportazione di trucioli, preferibilmente mediante estrusione continua.
4. 4 . Pompa a vuoto in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzata dal fatto che almeno una parte del corpo è fabbricata in alluminio o in una lega di alluminio.
5. 5. Pompa a vuoto in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzata dal fatto che il rotore e/o la pala presenta/presentano almeno una cavità a bordi aperti.
6. 6. Pompa a vuoto in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzata dal fatto che il rotore e/o la pala presenta/presentano almeno una parete chiusa, estendentesi trasversalmente o sostanzialmente trasversalmente al suo asse centrale longitudinale.
7. 7. Pompa a vuoto in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzata dal fatto che le pareti del rotore e/o della pala presentano un ridotto spessore. B.
8. Pompa a vuoto in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzata dal fatto che il rotore e/o la pala è/sono anodizzato/i.
9. 9. Pompa a vuoto in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzata dal fatto che al rotore, preferibilmente di un motore termico del veicolo, è applicabile con un momento torcente tramite una frizione.
10. 10. Pompa a vuoto in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni, caratterizzata dal fatto che la frizione presenta una fessura, in cui si impegna un elemento di azionamento, o presenta un perno di azionamento, che si impegna nell'elemento di azionamento in una fessura corrispondente .
11. 11. Procedimento per la fabbricazione di un rotore per una pompa, in particolare per una pompa a vuoto, secondo una delle precedenti rivendicazioni da 1 a 10, caratterizzato dal fatto che il rotore e/o la pala, costituito da alluminio o da una lega di alluminio, viene/vengono fabbricato/i mediante formatura senza asportazione di trucioli.
12. 12. Procedimento in particolare secondo la rivendicazione 11, caratterizzato dal fatto che il rotore e/o la pala viene/vengono fabbricato/i mediante estrusione continua.
13. 13. Procedimento in particolare secondo una delle precedenti rivendicazioni da 11 a 12, caratterizzato dal fatto che il rotore e/o la pala vengono fabbricati in un sol pezzo.
14. 14. Pompa a vuoto in particolare per impianti di amplificazione della forza frenante in veicoli, con un rotore azionabile, attraverso il quale può venir messa in rotazione almeno una pala in un corpo, caratterizzata dalla particolare esecuzione e modo di funzionamento corrispondentemente ai presenti documenti di domanda.
15. 15. Procedimento per la fabbricazione di un rotore per una pompa, in particolare per una pompa a vuoto, secondo una delle precedenti rivendicazioni da 1 a 10, caratterizzato dal/dai passo/i di procedimento rispettivamente dalla/dalle sequenza/e di passi di procedimento descritti finora nei documenti di domanda.